Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Кафедра Комп'ютерних систем та мереж

Контрольна робота

з дисципліни "Комп'ютерна електроніка"

Виконав

Квач Микола Миколайович

Група IKIT КС - 221

Напрямок підготовки 6.050102

Київ 2014

Технічне завдання

Дана контрольна робота включає в себе опис та розрахунок двох пристроїв. Перший пристрій представляє собою автоколивальний мультивібратор симетричний чи несиметричний, другий пристрій - загальмований мультивібратор. За варіантом вибрати потрібний пункт в табл. 1 та табл. 2. Привести опис дії мультивібратора з часовою діаграмою, за даними таблиць виконати розрахунок автоколивального (табл. 1) та загальмованого (табл. 2) мультивібратора. В табл. 3 приведені типові значення параметрів, необхідних для розрахунку імпульсних пристроїв ІЛЕ серій К155, КМ533, К555, К530, К531, КР 1531, КР 531.

автоколивальний загальмований мультивібратор конденсатор

Таблиця 1

Таблиця 2

Основні дані бездротових резисторів

Таблиця 3

Ряди номінальних ємностей конденсаторів і опорів резисторів

Таблиця 4

Типові значення параметрів ІЛЕ ТТЛ і ТТЛШ

Таблиця 5

Варіант завдання

Автоколивальний мультивібратор

Загальмований мультивібратор

Зміст

1. Розрахунок автоколивального мультивібратора

2. Розрахунок загальмованого мультивібратора

Висновок

Список використаної літератури

1. Розрахунок автоколивального мультивібратора

Вибір принципової схеми та опис її принципу дії

І) Автоколивальний мультивібратор на операційному підсилювачі

Автоколбальний мультивібратор на ОП володіє рядом перевагщо до мультивібратона на біполярних транзисторах (Рис. 2.1)

1. Вихідні імпульси мають майже прямокутну форму.

2. Дозволяє в більш широких межах змінювати часозадающіелементи і відповіднотривалістьtuта період повторення T вихідних імпульсів.

Рис. 1.1 Принципова схема автоколивальногомультивібратора на ОП

ІІ) Автоколивальний мультивібратор на біполярних транзисторах

Автоколивальним мультивібратором називається генератор прямокутних імпульсів на двохбіполярних транзисторах з однаковими параметрами, заданій тривалості та частотою повторень(Рис. 2.2).

Рис. 1.2 Принципова схема автоколивального мультивібратора на біполярних транзисторах

Схема має перехресні позитивні зв'язки транзисторних каскадів, здійснювані через конденсатори С1 та С2. Елементи С1,Rб1 та С2,Rб2 називаются часозадаючими

У даній контрольній роботі використаємо мультивібратор на ТТЛ ІЛЕ, що дає змогу забезпечити малу обв'язку дискретних елементів, і зниження обладнання на його реалізацію.

До складу мультивібратора входять: два інвертори на двох входових ІЛЕ І-НЕ DD1.1, DD1.2, резистори R1, R2 і конденсатори C1, C2(при використанні ІЛЕ серії К555 немає необхідності використовувати діоди VD1,VD2).

Рис. 1.3. Принципова схема автоколивального мультивібратора

При роботі мультивібратора в автоколивальному режимі інвертори DD1.1 та DD1.2 почергово перебувають в одиничному і нульовому станах. Час перебування інверторів у нульовому або одиничному стані визначається часом заряду одного з конденсаторів C1 або C2. Якщо ІЛЕ DD1.1 перебуває в одиничному стані, а DD1.2 - в нульовому, то конденсатор C1 заряджений струмом, що протікає через вихід ІЛЕ DD1.1 і резистор R1. В міру зарядження конденсатора C1 вхідна напруга Uвх2 інвертора DD1.2 зменшується за експоненціальним законом із сталою часу ф1, прямуючи до нульового рівня.

Коли напруга Uвх2 досягне порогової напруги U1п, нижче якої подальше зменшення вхідної напруги призводить до зменшення вихідної напруги інвертора ТТЛ, у мультивібраторі розвивається регенеративний процес, при якому стани елементів DD1.1 і DD1.2 змінюються на протилежні. Скачкоподібне зменшення вихідної напруги Uвих1 ІЛЕ DD1.1 зумовлює зменшення вхідної напруги Uвх2, що призводить до швидкого розряду конденсатора C1, а потім до його перезарядження вхідним струмом ІЛЕ DD1.2 через резистор R1. Вхідна напруга Uвх2 при цьому збільшується до значення Uвх2, що визначається моментом закінчення процесу зарядження конденсатора C2 із сталою часу ф2 в протилежній ділянці мультивібратора.

Оскільки протягом усього часу зарядження конденсатора C2 (C1) і перезарядження конденсатора C1 (C2) ІЛЕ DD1.2 (ІЛЕ DD1.1) повинен знаходитись в одиничному стані, його вхідна напруга Uвх2 (Uвх1) не повинна перевищувати порогового рівня U1п, отже, опір часозадаючого резистора R1 (R2) повинен бути достатньо малим. При цьому необхідно обчислити мінімальне та максимальне значення резисторів R1 і R2.

Для розрахунку автоколивального мультивібратора випишемо з методичних вказівок такі значення (для серії К555):

В таблиці вказані наступні основні параметри ІЛЕ ТТЛ:

U0п - порогова вхідна напруга, котра відповідає переходу елемента з одиничного стану в нулевий;

U1п - порогова вхідна напруга, котравідповідає переходу елементаз нульовогостану в одиничний;

I1вих - вхідний струм;

R1вх= duвх/diвх - диференційнийвхідний опір;

U1вих - вихідна напруга навантажувальної схеми;

E1вих - вихідна напруга ненавантажувальної схеми;

R1вих. = duвих./diвих. - диференційнийввихідний опір, що відповідає одиничному стану ІЛЕ.

Визначимо тривалість імпульсу на виході та доведемо, що мультивібратор несиметричний:

tu2 = T - tu1

tu2 = 10-6= 4 (мкс)

Отже мультивібратор несиметричний(tu2tu1).

Часова діаграма автоколивального несиметричного мультивібратора показана на рисунку 1.4.

Рис. 1.4. Часова діаграма несиметричного мультивібратора

Розрахуємо значення основних елементів мультивібратора. Оскільки мультивібратор несиметричний, то значення часовизначаючих елементів () неоднакове.

Розрахуємо максимально допустиме значення резистора за формулою (1.1):

 (1.1)

Тоді:

Розрахуємо мінімальне допустиме значення резистора за формулою(1.2):

(1.2)

Тоді:

Для того щоб знайти значення реального опору використовуємо формулу:

(1.3)

Тоді:

Також визначимо відносну розсіювальну потужність опору:

P=U2/R=25/709,1=0,03526 Вт;

З таблиці 3, таблиці 4 вибираємо МЛТ-0,125 - 709,1 Ом + 5% (цей резистор вибираємо з ряду Е24) (табл. 3).

Отже: R1=R2 => МЛТ-0,125-709,1 Ом 5%.

Як ми вже зазначили у нас несинхронний мультивібратор, тому розраховуємо ємності

Розрахуємо С1 і за формулою(1.4):

tU1(R1+Rвых1)C1ln(((R1+Rвых1)Un0+Eвых1R1)/(R1+Rвых1)Un1) (1.4)

=

=

2. Розрахунок загальмованого мультивібратора

Загальмований мультивібратор призначений для формування прямокутного імпульсу з заданою амплітудою та тривалістю у відповідь на один запускаючий імпульс. Загальмований мультивібратор показано на рис. 2.1., а часова діаграма на рис. 2.2

Загальмований мультивібратор можна отримати з відповідних автоколивальних мультивібраторів шляхом заміни однієї з ділянок резистивно-ємнісного зворотного зв'язку колом запуску.

В початковому стані ІЛЕ DD1.1, DD1.2 знаходяться в нульовому і одиничному стані відповідно. Під дією запускаючого імпульсу логічні елементи змінюють свої стани на протилежні і конденсатор починає заряджатись через вихід ІЛЕ DD1.2 і резистор R.

Рис. 2.1. Загальмований мультивібратор

Рис. 2.2. Часова діаграма загальмованого мультивібратора

Знаходимо значення часовизначаючого резистора R3 за формулою(2.1):

(2.1)

Тоді:

Розрахуємо споживну потужність резистора R3:

P = U2/R = 52/709,1 = 0,03526(Вт)

З цього випливає, що ми вибираємо резистор із стандартного ряду (E24):

Тип резистора: МЛТ - 0,125 - 7095%(Ом).

Розрахуємо ємність конденсатора С3 за формулою(2.2):

tU=(R+Rвых1)Cln(((R+Rвых1)(R*Rвх1)Iвх1+Eвых1R)/(R+Rвых1)Uвх1 (2.2)

=

Обираємо найближче значення ємності для конденсаторів із стандартного ряду Е24:

Обираємо ємність: К50-1-10нФ 5%.

Визначимо період загальмованого мультивібратора:

,

де - час відновлення.

,

де паралельне зєднання резисторів.

(c)

В якості логічного елемента обираємо мікросхему К555ЛА3. В корпусі таких елементів чотири. Два з них використовують для загальмованого мультивібратора, а інші - для автоколивального мультивібратора.

Висновок

Виконавши дану контрольну роботу я набув практичних навичок в розрахунку двох пристроїв.

Перший пристрій представляє собою автоколивальний несиметричний мультивібратор, другий пристрій - загальмований мультивібратор. За варіантом вибрав потрібний пункт в табл. 1 та табл. 2 технічного завдання. Привів опис дії мультивібратора з часовою діаграмою, за даними таблиць виконав розрахунок автоколивального та загальмованого мультивібратора.

Для розрахунку імпульсних пристроїв застосував ІЛЕ серії К555, що являє собою логічний елемент який містить 4 елемента І-НЕ. Два з них застосував для загальмованого мультивібратора, а інші - для автоколивального мультивібратора.

Список використаної літератури

1. Андреев В.И. Проектирование электронной аппаратуры с применением интегральных систем: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. - К., КИИГА, 1989. - 52 с.

2. Андреев В.И. Компьютерная электроника: Методические указания, контрольные задания и задания на курсовую работу - К.: КМУГА, 1999. - 48с.

3. Андреев В.И. Микроэлектроника и схемотехника автоматизированных систем обработки информации: Методические указания, контрольные задания и заданте на курсовой проект. - К., КМУГА, 1996 - 80 с.

Размещено на Allbest.ru