Проектирование автоматического устройства (стр. 5 из 5)
D-входом.
Рассмотрим работу D-триггера на основе RS-триггера.Закон его функционирования приведен в таблице переходов
| _ S | _ R | Q | _ Q |
| Н | В | В | Н |
| В | Н | Н | В |
| Н | Н | В | В |
Триггер устанавливается в состояние лог. "1" при одновременной подаче напряжения низкого уровня на входы эл-тов D2.1, D2.3 независимо от уровня напряжения на счетном входе С. При напряжении низкого уровня на счетном входе установка триггера в состояние лог. “0” может быть произведена при подаче напряжения низкого уровня на вход элемента D2.1, при напряжении высокого уровня на счетном входе — при подаче напряжения низкого уровня на вход эл-та D2.3. Поэтому при построении суммирующего счетчика, импульсы первого подают на шестые элементы, а при построении вычитающего счетчика — на 4-ые элементы.
Установка триггера в состояние лог.”1” при напряжении низкого уровня на счетном входе осуществляется подачей напряжения низкого уровня на вход элемента D1.1, при напряжении высокого уровня на счетном входе и входах "установка 0" (R1, R2) — подачей напряжения низкого уровня на вход элемента D2.2
При одновременной подаче напряжения низкого уровня на входы элементов D1.1 и D2.2 установка в состояние “1” осуществляется независимо от уровня напряжения на счетном входе. Поэтому при записи в счетчик произвольного кода и при установке реверсивных счетчиков в состояние “0” следует подавать импульсы установки на оба входа установки 1 (S1, S2) одновременно или раздельно в зависимости от рода работы.
При напряжении высокого уровня на счетном входе триггер находится в одном из двух устойчивых состояний, а при напряжении низкого уровня — в промежуточном состоянии (основной триггер, элементы D1.1 и D2.1 в предыдущем состоянии, на входах элементов D1.2 и D2.2 напряжение высокого уровня).
Минимальная длительность импульсов установки триггера
tи уст min= t0, 1зд р max+ t1, 0зд р max.
Минимальная длительность цикла работы одиночного триггера
tmin= 3 t0, 1зд р+2 t1, 0зд р.
Установка в “0” схем выполненных на триггерах JK и D серий ИС ТТЛ, осуществляется отрицательным импульсом, подаваемым на вход R. Запись кода ведется в 2 такта: сначала установка в “0”, затем запись “1” в соответствующий разряд.При выполнении схем на ИС типа ТВ1 и использовании предварительной установки 1 и 0 на вход синхронизации необходимо подавать напряжение низкого уровня.
5.Счетчик
Счётчиком наз. типовой функциональный узел ЭВМ, предназначенный для счета входных импульсов. Счётчик относится к классу накапливающих схем и представляет собой цепочку T-триггеров, образующих память автомата с заданным числом устойчивых состояний. Разрядность счётчика равна числу счётных триггеров.Каждый входной импульс изменяет состояние счётчика,которое сохраняется до поступления следующего считываемого сигнала. Логические значения выходов счётчика Q
отображают результат счёта в прмнятой системе счисления.Счётчики разделяют на простые ( суммирующие и вычитающие ) и реверсивные.
В нашем устройстве используем двоично - десятичный четырёхразрядный синхронный реверсивный счётчик К155ИЕ7.
Этот счётчик имеет три основных режима :
параллельная асинхронная загрузка двоично - десятичного кода по входу DI ;
режим суммирования ;
режим вычитания .
В двух последних режимах счетные импульсы подают на различные входы : при вычитании на вход CD .
Выходы переноса в указанных режимах также разные : PU - при суммировании , PD - при вычитании .
Функциональные возможности счётчика демонстрируют временные диаграммы ( рис. ) ,где показан пример предварительной записи двоично - десятичного кода числа 7.
Соответственно на временной диаграмме импульс переполнения PU появляется между состояниями счётчика отвечающими числами “ 15 ” и “ 0 ”. Аналогично импульс PD формируется в паузе между “ 0 ” и “ 15 ”.
Схема каскадного объединения счётчика показано на рис . .
Схема и УГО счётчика К155ИЕ7 приведена на рис . .
Стабилизированный источник питания
Основными частями стабилизированного источника питания являются : силового трансформатора, схемы выпрямления, сглаживающего фильтра. Силовой трансформатор служит для повышения или понижения напряжения сети до необходимой величины. Схема выпрямления состоит из одного или нескольких вентилей, обладающих односторонней проводимостью тока и выполняющих основную функцию выпрямителя – преобразование переменного тока в постоянный. Сглаживающий фильтр предназначен для уменьшения пульсаций выпрямленного тока. Стабилизатор постоянного напряжения предназначен для поддержания автоматически с требуемой точностью постоянное напряжение при нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов в обусловленных пределах.
Выбираем двухполупериодную схему выпрямителя со средней точкой.
Задаемся вспомогательными коэффициентами B =и D=.
Амплитуда обратного напряжения на вентиле U
= 
=4. Стабилизатора постоянного напряжения.
В выпрямителях величина постоянной составляющей может изменяться при колебаниях напряжения сети и при изменениях тока нагрузки. Для получения необходимой величины постоянного напряжения на сопротивлении нагрузки применяют стабилизаторы напряжения.
Стабилизатором постоянного напряжения называют устройство, поддерживающее автоматически и с требуемой точностью постоянное напряжение на нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов в заданных пределах.
Основными параметрами стабилизатора являются:
Коэффициент стабилизации, представляющий собой отношение относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора (при изменении тока нагрузки).
Где Uвх и Uвых — номинальные напряжения на входе и выходе стабилизатора; DUвх и DUвых — абсолютные изменения напряжений на входе и выходе стабилизатора.
Коэффициент стабилизации служит основным критерием для выбора схемы стабилизатора и оценки её параметров.
Выходное сопротивление, характеризующее изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки и неизменном входном напряжении,
Rвых = DUвых/DIн
Чем меньше Rвых тем лучше при этом уменьшается общее внутреннее сопротивление блока питания, что приводит к уменьшению падения напряжения на нём и способствует повышению устойчивости работы многокаскадных схем, питающихся от общего источника.
Коэффициент полезного действия, равный отношению мощности к нагрузке и номинальной входной мощности:
h = UвыхIн/ UвхIвх
Относительная нестабильность входного напряжения du, характеризующая допустимое относительное отклонение стабилизированного напряжения.
Расчет стабилизатора постоянного напряжения:
Rд = Uвых/1,5мА=5/0,0015=3333,3
Uоп min= 2В
Iд min=1,5 мА
h219=140
R2=1*10-4
R1= Rд - R2= 3332,9996