Составление минимизированного логического выражения для формирования выходного сигнала. Расчет и выбор элементов

2. Расчетная часть.

2.1. Составление минимизированного логического выражения для формирования выходного сигнала А.

Табл. 2.1

a	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
b	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1
c	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1
d	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
A	1	1	1	0	1	1	1	0	1	1	0	1	1	1	0	Х

В таблице 2.1 представлены зависимости состояния выходного сигнала А, от входных сигналов a, b, c, d. На Рис. 2.1 представлена карта Карно для сигнала А.

Рис. 2.1 Карта Карно для сигнала А.

После преобразования, используя программу CARNO MINIMIZER с помощью метода карт Карно выражение для сигнала А получается:

Функциональная схема для формирования сигнала А представлена на рис. 2.3.

2.2. Составление минимизированного логического выражения для формирования выходного сигнала B.

Выражение для сигнала В составляется на основе циклограммы, изображенной на рис. 2.2.

Рис. 2.2 Циклограмма формирования сигнала В.

Из циклограммы видно, что сигнал В появляется при появлении сигнала d, когда присутствует сигнал а, а снимается по заднему фронту сигнала c. Функциональная схема для формирования сигнала В представлена на рис. 2.4.

Рис. 2.3 Функциональная схема для формирования сигнала А.

Рис. 2.4 Функциональная схема для формирования сигнала B.

2.3. Составление функциональной схемы формирования выходного сигнала С.

Выходной сигнал С появляется в момент появления сигнала В, а исчезает, если число появлений сигнала А сравняется с числом 15.

Функциональная схема для формирования сигнала С представлена на рис. 2.5.

Рис. 2.5 Функциональная схема формирования сигнала С.

Принципиальная схема формирования сигналов А, В и С представлена на чертеже ТПЖА.180400.611.Э3.

2.4. Расчет и выбор элементов.

Расчет производится для схемы, изображенной на ТПЖА.180400.611.Э3.

Транзистор VT2 выбирается из условий:

U_кэ > U_{ср. кат}, I_к > I_{сраб.реле}, где

U_{ср. кат} – напряжение срабатывания катушки, I_{сраб.реле} – ток срабатывания реле. Для реле электромагнитного РЭС-22: U_{ср. кат}=В, I_{сраб.реле}=36 мА. Отсюда следует:

U_кэ >14 В

I_к >36 мА

Данным требованиям удовлетворяет транзистор КТ3102ЕМ, имеющий параметры:

Табл.2.2.

Iк.мах, мА	200
Uкэ.мах, В	50
Рк.мах, мВт	250
h21э	400…1000
Iкб, мкА	0,05
fгр, МГц	0,2
	0.7 В

Транзистор VT1 выбирается из условий:

U_кэ > U_ппс, I_к > I_ппс^.N, где

U_ппс – постоянное прямое напряжение сегмента, I_ппс – постоянный прямой ток через сегмент, N – количество сегментов (для зажигания цифры 3 N=5). Для индикатора АЛС320: U_ппс=2 В, I_ппс=10 мА. Отсюда следует:

U_кэ >2 В

I_к >10^.2=20мА

Данным требованиям удовлетворяет транзистор КТ3102ЕМ.

Резисторы в цепи транзисторов R7 и R12 выбираются из условия:

39 Ом

Выбираются резисторы МЛТ-0.125-39 Ом.

Резисторы в цепи индикатора R10..R11 выбираются из условия:

Ом

Выбираются резисторы МЛТ-0.125-100 Ом.

Конденсатор С2 выбирается согласно [5] 1000 мкФ, 16 В, резистор R1 – 10 Ом. Выбирается МЛТ-0.125-10 Ом.

Конденсаторы в цепи сброса триггеров С3-С5 выбираются по 1 мкФ, 16В. Фильтрующий конденсатор С1 выбирается 1000 мкФ, 25 В.

Резисторы в цепи сброса триггеров R6, R8, R9 выбираются из условия:

, где:

 - постоянная времени обнуления триггеров при включении. Принимается 10 мкс.

Ом

Выбираются резисторы МЛТ-0.125-10 Ом.

Резисторы для защиты от дребезга R2-R5 выбираются исходя из условия:

 кОм

Выбираются резисторы МЛТ-0.125-15 кОм.

Демпфирующий диод в цепи реле выбирается исходя из условий:

U_обр. > U_пит

I_пр. > I_{сраб.реле}

Данным условиям соответствует диод КД235Б, имеющий параметры:

Табл.2.3.

Iпр.мах, А	3
Iобр.мах, мкА	800
Uобр.мах, В	30
Uпр.мах, В	0,55

На печатную плату первоначально планировалось установить 2 разъема типа DB9 для входных и выходных сигналов. Однако в процессе разработки от разъемов было решено отказаться, но использовать контактные площадки от них. Поэтому на чертеже печатной платы ТПЖА.180400.611-01 присутствуют разъемы.

2.5. Расчет потребляемого тока устройством.

В устройстве присутствуют 2 источника питания: +5 В и +12 В. Расчет источника питания +12 В ведется исходя из условия:

мА Мощность источника питания:

, где:

К_з – коэффициент запаса, равный 1,3.

Вт

Требования, предъявляемые к источнику питания +12 В: Долговременная мощность не менее 0,62 Вт, допустимый ток не менее 36 мА.

Расчет источника питания +5 В. Расчет ведется, исходя из количества элементов, участвующих в процессе работы. Максимально потребляемый ток соответствующими элементами:

Табл. 2.4.

Элемент	Количество	Максимально потр. ток, мА
К555ЛА3	8	2,2
К555ЛП5	1	2,2
К555ЛА1	1	4,6
К555ЛЕ1	4	2,2
К555ТР2	2	2,2
К555ИЕ19	1	4,3
К555ЛА4	1	2,2
АЛС320	2	10

Суммарный потребляемый ток

мА

Мощность источника питания +5 В:

Вт

Требования, предъявляемые к источнику питания +5 В: Долговременная мощность не менее 1,4 Вт, допустимый ток не менее 248,86 мА.