ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ГЕНЕРАТОРА ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ
НА ИМС СЕРИИ К533
Частота прямоугольных импульсов – F = 10 МГц;
Скважность импульсов – S = 2;
Использовать ИМС серии К533;
Выходные импульсы генератора должны быть ориентированы на подключение логических схем серии К533.
Содержание:
В качестве генератора прямоугольных импульсов (ГПИ) выбираем распространенную схему мультивибратора на логических элементах – инверторах [1, рис.264]:
 |
Это обычная схема мультивибратора на инвертирующих логических элементах, в которую включены разрядные диоды VD1 и VD2 для ускорения разряда конденсаторов и получении готовности схемы к выработке следующего импульса. Длительность импульса в такой схеме [1, стр.264]:
(1)
Где U1,U0 – напряжение логической единицы и логического нуля для используемых ИМС, Uпор – соответствующий порог переключения.
Длительность пауз между импульсами равна [1, стр.264]:
(2)
Для формирования прямоугольных импульсов со скважностью S = 2 необходимо выполнения условия:
(2)
В нашем случае выбираем схему симметричного мультивибратора, для которого выполняются условия:
(3)
Такой мультивибратор будет всегда давать на выходе симметричные импульсы – со скважностью S = 2, а период следования импульсов будет равен:
(4)
То есть, для получения генерации прямоугольных импульсов заданной частоты F = 1/T можно выбрать некоторый номинал емкости конденсаторов С, а затем подобрать номиналы сопротивлений R исходя из условия:
(5)
Выбранная схема генератора рис.1 обладает существенным недостатком для практических применений – при подсоединении нагрузки в такой схеме из-за обратной связи может меняться частота генерации, амплитуда и нарушаться устойчивость генерации. Для устранения этих эффектов обычно используют дополнительный – буферный каскад усиления, в качестве которого в данном случае удобно использовать еще один инвертор. С учетом выбранной серии ИМС К533, корпусов ЛН1, содержащих 6 инверторов, получаем следующую практическую схему разрабатываемого генератора:
 |
Питание ИМС ЛН1 выбранной серии осуществляется на вывод 14, вывод 7 – общий.
Напряжение питания микросхем выбранной серии UП = 5 В, напряжение логической единицы на выходе схем U1 = 3,5 В, логического нуля U0 = 0,3 В, пороговое напряжение переключения Uпор = 1,0 В [2]. Выбираем емкость конденсаторов:
(6)
Находим соответствующую величину сопротивлений резисторов:
(7)
Далее выбираем импульсные германиевые диоды VD1, VD2 типа Д311 [3], они обладают относительно малой емкостью, высоким быстродействием и малым прямым напряжением открывания перехода.
Напряжение питания генератора определяется напряжением питания микросхемы микросхем выбранной серии UП = 5 В, ток питания – не более IП = 6 мА, коэффициент разветвления составляет Kр = 10, то есть, допускается подключение до 10 входов схем выбранной серии. Максимальное выходное напряжение генератора равно напряжению логической единицы на выходе схем Umax = U1 = 3,5 В, минимальное напряжение равно напряжению логического нуля Umin = U0 = 0,3 В. Частота генерации прямоугольных импульсов скважности 2 равна F = 10 МГц.
В разработанном генераторе использовано три инвертора из шести имеющихся в одном корпусе, поэтому можно либо собрать на одной микросхеме два подобных генератора, либо использовать оставшиеся инверторы для увеличения коэффициента разветвления генератора по выходу. Если задействовать три оставшиеся инвертора в качестве буферных элементов, то коэффициент разветвления генератора по выходу возрастет с 10 до соответствующей величины 4×10 = 40.
1. Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника. – М.: Высшая школа, 2002.
2. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник. / М.И. Богданович, И.Н. Грель, С.А. дубина и др. 2-е изд., перераб. и доп. – Минск: Полымя, 1996.
3. Справочник: Диоды высокочастотные. Диоды импульсные. Оптоэлектронные приборы. Под ред. Голомедова А.В. М.: Радио и связь, 1994.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
