Розробка цифрового ключа та логічної функції
Вибір транзистора. Визначення розміру колекторного струму насичення. Розрахунок опору колекторного резистора. Синтез базового логічного елемента ТТЛШ. Розрахунок опору резистора в ланцюзі бази. Розрахунок часу вмикання і вимикання цифрового ключа.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 24.11.2012 |
Размер файла | 393,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВСТУП
Рівень втілення обчислювальної техніки в економіку нашої країни є на даний час одним із вирішальних факторів прискорення науково-технічного прогресу та економічного розвитку всіх галузей народного господарства. Сьогодні важко собі уявити діяльність людини без електронних обчислювальних машин (ЕОМ). З'явившись близько 60 років назад, ЕОМ відкрили нову сторінку в історії людських знань та можливостей, значно полегшили працю вчених, дали можливість вивчати найскладніші процеси.
Основними елементами цифрових пристроїв являються електронні ключі та тригери. Електронний ключ - активний елемент ввімкнений у коло навантаження, який здійснює його комутацію, тобто замикання або розмикання, при діянні зовнішнього керуючого сигналу. Дискретність вихідного сигналу ключа дозволяє використовувати ключ не тільки як комутатор кола навантаження, але й в якості основного елементу логічних схем, що реалізують функції булевої алгебри.
Мета даного курсового проекту - дати практичні навички при розробці цифрового ключа та логічної функції.
1. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ЦИФРОВОГО КЛЮЧА
1.1 Теоретичні відомості
У цифрових пристроях термін ключ означає формувач одного із двох можливих логічних рівнів і із загальновживаним терміном, його пов'язує зміна внутрішнього опору активного пристрою в нелінійній схемі. Схемна реалізація ключів значно залежить від типу (і технології) активного елементу, який використовується в основі схеми. У цьому плані існують базові схемні конфігурації на основі біполярних і МДН транзисторах. Логічні елементи, побудовані з використанням концепції перемикачів струму, до цього часу залишаються найшвидкодіючими логічними елементами.
Конкретні значення параметрів процесу перемикання рівнів схемними елементами відіграють значну роль при визначенні продуктивності обчислювальних засобів.
Затримки при перемиканні рівнів напруг на виході ключа мають два джерела:
- інерційність активних приладів (зокрема, біполярного транзистора);
- кінцеві швидкості зміни струму (напруги) у реактивних елементах (індуктивностях і конденсаторах).
У свою чергу, частотні (а, виходить, і інерційні) властивості біполярного транзистора визначаються (в основному):
- інерційністю процесу дифузії неосновних носіїв через базу і зміною коефіцієнта інжекції;
- впливом ємності колекторного переходу (ефект Міллера, оскільки ця ємність на високих частотах реалізує від'ємний зворотній зв'язок (ВЗЗ) по напрузі);
- ефектами накопичення і розсмоктування зарядів.
Важливими є процеси, що відбуваються в найпростішому біполярному ключі при впливі на вхід послідовно двох ідеальних стрибків напруги різних знаків (вмикання - перехід транзистора в низькоомний стан (насичення) і вимикання - відсічка). При цьому в перехідному процесі для вихідної напруги можна виділити п'ять етапів: затримка вмикання транзистора tзт ; час наростання колекторного струму (час фронту) tф; накопичення надлишкового заряду (статика); затримка вимикання транзистора (час розсмоктування) tр; час спаду колекторного струму tсп.
Для розрахунку візьмемо простий біполярний ключ зображений на рис.1.
Рисунок 1 - Еквівалентна схема біполярного ключа
1.2 Вибір транзистора
Центральним пунктом у розрахунку біполярного насиченого ключа є вибір транзистора.
Оскільки в цифрових елементах споживану потужність завжди прагнуть зробити мінімальною, а швидкодію максимальною, то необхідні мало потужні транзистори (максимальна розсіювальна потужність - 30 100 мВт) із гранично припустимою колекторною напругою 10 15 В (чим менша напруга живлення, тим вища швидкодія) і невисоким коефіцієнтом передачі за струмом . У таких транзисторів повинна бути висока (до декількох ГГц) гранична частота і малі (0,5 - 2 пФ) розміри колекторних і емітерних ємностей .
Цим вимогам задовольняють характеристики транзистору 2Т372А структури n-p-n, які приведені у табл. 1.
Таблиця 1 - Основні параметри транзистора 2Т372А
Найменування транзистору |
Тип |
Rб [Ом] |
Ск [пФ] |
Uкмакс [В] |
Iкмакс [мА] |
Fго [мГц] |
||
2Т372А |
npn |
50 |
800 |
1 |
25 |
30 |
2000 |
= 5 В
Сн = 9 пФ.
1.3 Визначення розміру колекторного струму насичення
При заданій величині споживаної потужності колекторний струм насичення визначається із співвідношення:
(1)
де - напруга, яка прикладена до відкритих колекторного і емітерного переходів при роботі транзистору в режимі насичення, для кремнієвих транзисторів приймає наближене значення 0,2 В.
Величина згідно (1) буде мати таке значення
1.4 Розрахунок опору колекторного резистора
При відомих значеннях колекторного струму насичення Iкн =6.041 мА і напруги живлення = 5 В опір колекторного резистору визначається із співвідношення:
(2)
Але розмір напруги живлення заданий з технологічним допуском
,
тому значення колекторного струму повинно бути забезпечене навіть при мінімальній напрузі живлення. Отже, розрахункова формула для визначення опору колекторного резистору повинна включати і величину технологічного відхилення напруги живлення
(3)
Відповідно до (3) колекторний резистор буде дорівнювати:
Резистори в електронних схемах виготовляються також із деяким технологічним допуском , який вказує на найбільше можливе відхилення від номінального значення в сторону збільшення або зменшення дійсного значення активного опору резистора. Тому необхідно забезпечити необхідний розмір колекторного струму в найгіршому випадку з точки зору значення опору колекторного резистору. В цьому випадку визначене вище значення має сенс максимально припустимої величини - , при якому номінальне значення цієї величини визначається за формулою:
(4)
Виходячи з (4) знайдемо номінальне значення колекторного резистора.
Вибирається найближче значення опору зі стандартного ряду резисторів:
1.5 Розрахунок опору резистора в ланцюзі бази
Резистор в ланцюзі бази повинен забезпечити необхідний ступінь насичення (при відомому струму колектора). Отже, необхідно визначити ступінь насичення транзистора. Якщо задано коефіцієнт розгалуження то ступінь насичення визначається за співвідношення
(5)
де N - ступінь розгалуження.
Звідки:
Опір резистору бази можна визначити за формулою:
(6)
де ??максимальна напруга, яка прикладена до переходу база емітер при роботі транзистору в режимі насичення (перехід база-емітер відкритий ); для кремнієвих транзисторів приймає приблизно значення 0,7 В.
???мінімальне значення вхідної напруги високого рівня на вході ключа, яке розраховується за формулою:
(7)
де ??максимальний зворотній колекторний струм при найвищій температурі, який розраховується по такій формулі:
(8)
.
Тоді згідно (7) величина прийме таке значення:
.
Величина опору резистору бази розраховується шляхом підстановки отриманих значень у формулу (6):
.
Враховуючи технологічний допуск виготовлення резисторів , номінальне значення опору бази буде приймати значення:
.
Вибирається найближче значення опору зі стандартного ряду резисторів:
1.6 Розрахунок часу вмикання і вимикання цифрового ключа
Затримка вмикання транзистору () визначається за формулою:
(9)
де ?вхідна ємність транзистору
значення вхідної напруги низького рівня на вході ключу і приймає наближене значення 0,2 В;
напруга, яка прикладена до переходу база-емітер, для кремнієвих транзисторів наближено дорівнює 0,6 В.
У цьому випадку припускається, що розміри колекторної та емітерної ємностей однакові. Тоді вхідна ємність транзистору розраховується за формулою:
(10)
Підставляючи знайдені значення у формулу (9) знаходиться час затримки вмикання транзистора:
.
Час формування фронту сигналу () визначається за формулою:
, (11)
де постійна часу приросту заряду в активному режимі транзистору (режимі відсічки); ? ємність навантаження, яка згідно завдання приймає значення 9 пФ; ? струм, який необхідно подати в базу транзистору для забезпечення його включення.
Постійна часу приросту при відомому значенні граничної частоти =2000 MГц прийме значення:
.
Струм бази транзистору визначається за формулою:
(12)
де опір генератору, що знаходиться в межах від 5 Ом до 10 Ом.
Вибирається, що Ом.
.
За відомими значеннями знаходиться величина :
.
Підставленням знайдених значень у формулу (11) знаходиться час формування фронту сигналу:
Час розсіювання надлишкового заряду визначається за формулою
(13)
де постійна часу в режимі насичення транзистору;
постійна часу розсмоктування, яку для орієнтованих розрахунків при використанні дифузійних транзисторів вважають:
де мінімальна амплітуда імпульсу запираючого струму, при якому забезпечується виключення транзистору.
Струм визначається за формулою:
, (14)
Підставленням знайдених значень у формулу (13) знаходиться час розсіювання надлишкового заряду:
Час спаду імпульсу розраховується за формулою:
(15)
Сумарний час ввімкнення транзистора обраховуємо за формулою:
(16)
Отже, отримаємо
Сумарний час вимкнення транзистора обраховуємо за формулою:
(17)
Отже, отримаємо:
Висновки
При розрахунку найпростішого біполярного ключа отримано сумарний час ввімкнення транзистора, який складає 0.098 мкс, а сумарний час вимкнення 0.1034 мкс. За допомогою програмного пакету Micro-Cap 9 було промодульовано наш транзисторний ключ з вирахуваними опорами бази та колектора.
На часових діаграмах помітна деяка розбіжність з часом вімкнення транзистора. Це пояснюється відсутністю даного транзистора в бібліотеках програми.
2. РЕАЛІЗАЦІЯ ЛОГІЧНОЇ ФУНКЦІЇ
2.1 Теоретичні відомості
Математичною базою цифрової техніки є алгебра логіки, яка оперує зі змінними, які набувають тільки два значення, умовно позначеними 0 і 1, тобто з двійковими змінними. Функції двійкових змінних називаються логічними. Вони також можуть набувати тільки два значення. Логічна функція від n змінних є повністю визначеною, якщо вказані її значення для всіх двійкових наборів її аргументів. Число таких наборів залежить від числа змінних n і дорівнює 2n. Якщо логічна функція визначена не на всіх наборах, то вона є неповністю визначеною або невизначеною. На невизначених наборах змінних значення функції позначається символом x і може бути довільно довизначена або нулем або одиницею [2].
Логічну функцію для зручності запису і подальшого синтезу виражають у вигляді суми добутків змінних або у вигляді добутків їх сум.
Конституенти одиниці і нуля - це комбінації змінних, при яких функція відповідно перетворюється в одиницю чи нуль.
Для зменшення числа логічних елементів, які реалізують функцію, застосовують різні методи мінімізаціїНайбільш часто застосовують методи з використанням карт Вейча і карт Карно.
Для реалізації логічних операцій застосовують відповідні логічні елементи. Система елементів, яка дозволяє будувати на їх основі логічні функції будь-якої складності, називається функціонально повною системою або базисом. Базис утворюють логічні елементи АБО, І, НІ.
Крім цього, у практиці широко застосовуються логічні елементи, які реалізують найпростіші функції двох змінних АБО - НІ, І - НІ та деякі інші. Ці функції також називають операторами, а запис більш складних функцій у вигляді суперпозиції операторів логічних елементів називається її операторною формою [8].
Якщо число входів у логічних елементів достатньо велике, то одержання операторного запису функції зводиться до її зображення в одній із стандартних канонічних нормальних форм, число яких вісім. Одержання всіх нормальних форм зобразимо на прикладі. Позначати нормальні форми будемо шляхом вказування внутрішньої і зовнішньої функцій.. Так наприклад, у ДНФ внутрішньою функцією є функція І, а зовнішньою - АБО, тобто ДНФ являється формою І/АБО, відповідно КНФ - формою АБО/І.
Традиційні методи мінімізації функцій алгебри логіки приводять до канонічних форм, відповідних двохярусній (якщо вхідні перемінні задані і прямими, і інверсними значеннями) реалізації шляхом послідовного виконання операцій І та АБО. Перехід до базисів І-НІ та АБО-НІ ярусність схем не змінює.
Можливі перетворення функцій зумовлюють величезну кількість варіантів, при чому найбільш цінні не лежать на поверхні. Під час пошуку таких варіантів проектувальник не має теоретичних підказок і діє евристично.
До проблематики проектування цифрових приладів відноситься і питання про критерії їх якості. Кожен окремий критерій має ясний, визначений зміст(апаратна складність, швидкодія, споживана потужність, стійкість до перешкод та ін.), але не може вичерпним чином охарактеризувати варіант. А щоб врахувати кілька окремих критеріїв якості, потрібно сформувати загальний критерій (інтегральний, багатоцільовий, функцію якості, функцію цінності). Таким чином виникає ситуація, коли для оцінювання пристрою використовується критерій, а для нього самого оцінки якості не існує. Тому в практиці проектування складні загальні критерії якості не популярні. Достатньо визнаним можна, напевно, вважати критерій АТ, де А-апаратна складність пристрою, Т-час розв'язання задачі.
резистор цифровий ключ транзистор
2.2 Логічний елемент ТТЛШ
Логічний елемент -- це електронний пристрій, що реалізує одну з логічних операцій, наприклад суматор, тригер. Логічні елементи являють собою електронні пристрої, у яких оброблювана інформація закодована у вигляді двійкових чисел, відображуваних напругою (сигналом) високого і низького рівня.
Термін «логічні» прийшов в електроніку з алгебри логіки, що оперує зі змінними величинами і їхніми функціями, що можуть приймати тільки два значення: «істинно» чи «хибно». Для позначення чи істинності хибності висловлень використовують відповідно символи 1 чи 0. Кожна логічна перемінна може приймати тільки одне значення: 1 чи 0. Ці двійкові змінні і функції від них називаються логічними змінними і логічними функціями. Пристрої, що реалізують логічні функції, називаються логічними чи цифровими пристроями.
За даними варіанта синтезуємо елемент ТТЛШ елемент на транзисторах і діодах Шотткі (ТТЛШ). Висока швидкодія ТТЛШ-елемента досягається за рахунок ненасиченого режиму роботи транзистора. Застосування діодів і транзисторів Шотткі у схемах елементів ТТЛ-типу дозволяє суттєво зменшити або зовсім виключити час розповсюдження надлишкового заряду в транзисторах схеми і тим самим знизити рівень затримки вимкнення. Виграш у швидкодії в цій схемі призводить до деякого погіршення статичних параметрів схеми, зменшується порогова напруга (до значення 1,0 - 1,2В), збільшується Uвих (приблизно на 0,4 В). що призводить до погіршення завадостійкості .
Щоб транзистор не входив в насичення, між його базою і колектором вмикають діод. Використання діода зворотнього зв'язку для усунення насичення було вперше запропоновано Б. М. Кононовим. Ідеальним діодом є діод з бар'єром Шоткі. Він являє собою контакт метал-напівпровідник, утворений між металом і легірованним n-напівпровідником. У металі лише частина електронів (ті, що знаходяться поза зоною валентності) є вільними. У напівпровіднику вільні електрони існують на межі провідності, створеною додаванням атомів суміші. При нульовій напрузі зміщення число електронів, що перетинають бар'єр з обох сторін однакове, тому струм відсутній. При прямому змішуванні електрони володіють тепловою енергією для пересікання потенційного бар'єру і проходження в метал. Із збільшенням напруги зміщення ширина бар'єру зменшується і прямий струм швидко зростає..
Струм в діодах Шоткі визначається основними носіями, тоді як в p-n переходах він обумовлений неосновними носіями. В результаті запас неосновних носіїв обмежує час перемикання p-n переходу. Серед діодів одної й тієї ж площі діод Шоткі, незалежно від типу матеріалу, який використовується, має більший струм при одному і тому ж прямому зміщенні. Іншими словами, пряме падіння напруги на діоді Шоткі менше, ніж на p-n переході при заданому струмі.
Діод Шоткі забезпечує насичений режим n-p-n транзистора. Введення діодів Шоткі виключає накопичення зайвих базових зарядів, збільшуючих час вимкнення транзистора, і забезпечує стабільність часу переключення в діапазоні температур.
Як базовий логічний елемент малопотужних мікросхем використовується логічний елемент типу І-НІ.
2.3 Синтез базового логічного елемента ТТЛШ
Відмінною особливістю ІС ТТЛШ є наявність в активних елементах схеми крім транзистора VT7 діодів Шотткі, які шунтують колекторні переходи транзисторів. Діод Шотткі має більш низьке пряме падіння напруги, ніж кремнієвий р-n перехід, і запобігає насиченню транзистора.
Схема ЛЕ, що наведена на рис. 2 містить три основні каскади:
· вхідний, що реалізує функцію І і виконаний на діодах VD4, VD5, VD6 га резисторі R1;
· фазорозщеплюпач, що містить транзистори VT1, VT2 , діод VD7 та резистори R2-R4;
· вихідний каскад, який складається з транзисторів VT3-VT5 та резисторів R5,R6.
Відмінною особливістю ІС ТТЛШ є наявність в активних елементах схеми крім транзистора VT7 діодів Шотткі, які шунтують колекторні переходи транзисторів. Діод Шотткі має більш низьке пряме падіння напруги, ніж кремнієвий р-n перехід, і запобігає насиченню транзистора. Введення діодів Шотткі виключає накопичення зарядів у базі, які збільшують час вимикання транзистора, та сприяє стабільності часових параметрів транзистора в робочому діапазоні температур. Тому швидкість перемикання схеми зростає на відміну від ТТЛ, які виконані без діодів Шотткі.
Підключення діодів Шотткі до вихідних контактів (діодів VD1, VD2 і VD3) обмежує від'ємні викиди сигналів на вході схеми.
Вхідний каскад І працює таким чином. При одночасному поданні на всі виходи мікросхеми напруги, яка відповідає високому рівню сигналу, струм через резистор R1 потече в базу транзистора VT1, бо вхідні діоди VD1, VD2 та VD3 будуть зміщені у зворотному напрямку. Якщо хоча б на один з входів подано напругу низького рівня, то струм через резистор R1 від Uдж схеми буде протікати через вхідні діоди.
Фазорозщеплювальний каскад покращує передатні характеристики схем. Коли відсутній струм в базі транзистора VT1, то транзистори VT3, VT4 відкриті, а VT5 закритий. Якщо транзистор VT1 відкривається, то транзистор VT5 також відкривається.
Рисунок 2 - Електрична схема базового логічного елемента (коефіцієнт розгалуження - 10, коефіцієнт об'єднання - 4)
Верхнє плече вихідного каскада виконано за схемою Дарлінгтона на транзисторах VT3 та VT4. Це забезпечує підвищення навантажувальної здібності схеми в стані високого рівня та покращення її динамічних властивостей. Транзистор VТ4 працює в активному режимі. Нижнє плече вихідного каскаду виконано на транзисторі VT5. У тому випадку, коли на всі входи схеми поданий високий рівень напруги, транзистори VT1 га VT5 відкриті і на виході схеми встановлюється низький рівень напруги.
Резистор R5 верхнього плеча вихідного каскаду задає потрібний режим роботи за постійним струмом VT3 та VT4 і підключений до виходу ЛЕ з метою зменшення споживчої потужності при високому рівні напруги на виході схеми. Діод VD7 дозволяє зменшити затримку включення схеми шляхом збільшення струму колектора транзистора VT1 в перехідному режимі. У мікросхемах, виконаних на ТТЛ та ТТЛШ, перемикання супроводжується стрибками струму в колі живлення, споживча потужність зростає із зростанням частот. У статичному режимі мікросхеми ТТЛШ споживають практично таку ж потужність, як мікросхеми ТТЛШ. Але при частоті перемикання порядка 50МГц споживча потужність збільшується вдвічі , а при 100 МГц -тричі.
У нашому випадку виберемо серію мікросхеми - KР1533ЛА4.
Рисунок 3 - Мікросхема серії - KР1533ЛА4
Таблиця 1 - Таблиця основних параметрів логічного елемента ТТЛШ
Термін |
Міжнародне позначення |
Вітчизняне позначення |
Визначення |
|
Напруга живлення |
=5 В |
Значення напруги джерела живлення,що забезпечує роботу інтегральної мікросхеми в заданому режимі |
||
Вихідна напруга низького рівня |
=0,5 В |
Значення вихідної напруги низького рівня на виході інтегральної мікросхеми |
||
Вихідна напруга високого рівня |
=2,7 В |
Значення вихідної напруги високого рівня на виході інтегральної мікросхеми |
||
Вхідний струм низького рівня |
=0,6 мА |
Значення вхідного струму при напрузі низького рівня на вході інтегральної мікросхеми |
||
Вхідний струм високого рівня |
=0,02мА |
Значення вхідного струму при напрузі високого рівня на вході інтегральної мікросхеми |
||
Струм споживання при високому рівні вихідної напруги |
=2,1мА |
Значення струму, що споживає інтегральна мікросхема від джерела живлення при високому рівні вихідної напруги |
||
Середня споживана потужність |
=4мВт |
Значення потужності, що дорівнює підсумі потужностей, які споживає мікросхема від джерел живлення в двох різних стійких станах |
||
Час затримки росповсюдження при включенні |
=3,7нс |
Інтервал часу між вхідним і вихідним імпульсами при переході напруги на виході інтегральної мікросхеми від напруги високого рівня до напруги низького рівня, виміряний на рівні 0,5 або на заданому значенні напруги |
||
Час затримки росповсюдження при виключенніі |
=3,9нс |
Інтервал часу між вхідним і вихідним імпульсами при переході напруги на виході інтегральної мікросхеми від напруги низького рівня до напруги високого рівня, виміряний на рівні 0,5 або на заданому значенні напруги |
||
Коефіцієнт розгалуження по виходу |
=20 |
Кількість одиничних навантажень, яку можна одночасно підключити до виходу інтегральної мікросхеми |
2.4 Реалізація логічної функції
В таблиці 2 приведено завдання, згідно якого потрібно синтезувати функцію в заданому базисі.
Таблиця 2 - Варіант завдання та номер константи
Варіант |
Номер константи |
||||||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||
20 |
X |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
X |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
X |
За даними варіанту, які наведено у табл.2, представляємо логічну функцію у вигляді таблиці істинності (див. табл. 3) для подальшого синтезу функціональної схеми.
Таблиця 3 - Таблиця істинності логічної функції
№ |
X1 |
X2 |
Х3 |
X4 |
F |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Х |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
X |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Х |
Використовуючи діаграми Вейча мінімізуємо логічну функцію. Мінімізація зображена на рис. 4.
Рисунок 4 - Мінімізація за допомогою діаграм Вейча
Замінимо деякі «Х» одиницею для зручності мінімізації. Отже, мінімізована функція буде мати вигляд:
Приведемо функцію F до заданого базису I-НІ:
Відповідно з формою логічної функції і вибраними елементами, будуємо принципову схему рис. 5.
Рисунок 5 - Принципова схема реалізації функції І-НІ
Висновок
Здійснено вибір відповідної серії мікросхеми заданого логічного елементу, який реалізує функцію І-НІ та має коефіцієнт об`єднання по входу 4, коефіцієнт розгалуження - 10, час затримки - 14 нс для синтезу логічної фунції. Були приведені основні характеристики логічного елементу ТТЛШ - типу, згідно із завданням. За даними варіанту було представлено логічну функцію у вигляді таблиці істиності для подальшого синтезу функціональної схеми. Створено ДДНФ логічної функції. Була виконана мінімізація за допомогою діаграм Вейча. Згідно правил перетворення одержано мінімальну форму і побудовано принципову схему на попередньо вибраних базових елементах.
ВИСНОВКИ
Під час виконання курсового проекту були проведені дослідження і розрахунки, в відповідності з вимогами технічного завдання. Також було закріплено знання реалізації логічної функції та навички будування логічних та принципових схем.
При проектуванні цифрового ключа було розраховано найпростіший насичений транзисторний ключ з напругою живлення 5 В, споживаною потужністю 29 мВт, технологічним допуском 10%, ємністю навантаження 9 пФ та проведено комп'ютерне моделювання в програмі MicroCap 9.0. Для розрахунку обрано транзистор 2Т372А, у якого відносно низька напруга живлення та (коефіцієнт підсилення по струму).
В курсовому проекті приведені основні характеристики логічного елементу ТТЛШ - типу, згідно із завданням. Після реалізації логічної функції одержано мінімальну форму і побудовано принципову схему ЛЕ для реалізації логічної функції заданою таблицею для заданого типу ЛЕ. Відповідно до завдання схему ЛЕ, яка реалізує отриману функцію. Далі здійснено вибір відповідної серії мікросхеми заданого логічного елементу, який реалізує функцію І-НІ, та має коефіцієнт об`єднання по входу - 4, коефіцієнт розгалуження - 10, час затримки - 14 нс для синтезу логічної функції.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Азаров О.Д., Байко В.В., Обертюх М.Р. Комп`ютерна електроніка, частина 2. Елементи цифрових схем. - Вінниця: ВДТУ 2002. - 170с.
2. Азаров О.Д., Байко В.В., Крупельницький Л. В. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни ”Комп'ютерна електроніка” Вінниця , ВДТУ, 2001. - 46с.
3. Азаров О.Д., Байко В.В., Суприган О.І. Комп`ютерна електроніка. Основи теорії транзисторів: Навчальний посібник. ? Вінниця: ВНТУ 2004. - 127с.
4. Азаров О.Д., Байко В.В., Крупельницький Л. В. Комп`ютерна електроніка. Лабораторний практикум. Частина 2. - Вінниця: ВДТУ 2003. - 111с.
5. Азаров О.Д., Байко В.В. Методичні вказівки до виконання курсового проекту (курсової роботи) з дисципліни ”Комп'ютерна електроніка” Вінниця , ВДТУ 2001. - 46с.
6. Бабич М. П., Жуков І. А. Комп`ютерна схемотехніка. Навчальний посібник. ? Київ: МС-Прес 2004. -412с.
7. Бабич М. П., Жуков І. А. Комп`ютерна схемотехніка. Методи побудови і проектування. ? Київ: МС-Прес 2003. -315с.
8. Батушев В.А, Вениаминов В.Н., Ковалев В.Г., Лебедев О.Н..-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Радио и связь, 1984. ? 272 с.
9. Богданович М. И., Грель И. Н., Дубина С. А. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник 2-е издание, перераб. и доп. - Минск: Беларусь, Полымя 1996. - 605 с.: ил.
10. Букреев И. М. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. 3-е издание, перераб. и доп. - 1996. - 416 с.: ил.
11. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника 2-е издание, перераб. и доп. -
Москва: Высш. шк., 1991. - 622 с.: ил.
12. Ерофеев Ю.Н. Импульсная техника: Учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов. - М.: Высш.шк., 1984. - 391 с.: ил.
13. Зельдин Е.А. Триггеры. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 96 с.
14. Игумнов Д.В., Корольов Г.В. Основы микроэлектроники: Учеб. Для техникумов по спец. «Производство изделий электр. техники». - М.: Высш. шк., 1991. - 254 с.: ил.
15.Мальцева Л.А., Фромберг Є.М., Ямпольський В.С. Основы цифровой техники. -М.: Радио и связь, 1987. ? 128с.
16. Самофалов К.Г., Корнейчук В.И., Тарасенко В.П. Цифровые ЭВМ: Теория и проэктирование / Под общ. ред. К.Г.Самофалова - 3-е изд., перераб. и доп. - К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989. - 424 с., 124 ил.
17. Степаненко М. П. Основы микроэлектроники. Учебное пособие для вузов. 2-е издание, перераб. и доп. М.: лаб. Базовых знаний - 2003. - 488 с.
18. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. Петербург: СПб, БХВ, ? 2002.? 528 с.
19. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. 2-е изд., испр. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отд., 1989. - 352 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розрахунок потужності вхідного сигналу. Вибір схеми, типу підсилюючих приладів, орієнтовної величини коефіцієнту підсилення за потужністю вихідного каскаду. Максимальне значення колекторного струму кінцевих транзисторів. Розрахунок третього каскаду ПНЧ.
курсовая работа [261,3 K], добавлен 23.05.2012Реалізація функції логічного множення та складання з наступною інверсією результату. Проведення замірів напруги і сили струму. Визначення потужності, знаходження максимального та мінімального часу проходження сигналу. Визначення часу проходження сигналу.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 01.04.2016Розробка методики розрахунку потужного високовольтного ключа на біполярному транзисторі. Розрахунок підсилювального каскаду, тригеру та імпульсних пристроїв: одновібратора, мультивібратора, генератора лінійно-змінної напруги. Моделювання відповідних схем.
курсовая работа [592,4 K], добавлен 10.01.2015Методика синтезу цифрових фільтрів з кінцевими імпульсними характеристиками частотною вибіркою. Розрахунок основних елементів цифрового фільтру, АЧХ та ФЧХ цифрового фільтру. Визначення часу затримки при проходженні сигналу, структурна схема фільтру.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.10.2011Структурна схема пристрою ультразвукового вимірювача рівня рідини, принцип роботи. Конструкція і розташування деталей. Залежність частоти настройки від опору резистора. Обґрунтування елементної бази. Інтегральні мікросхеми. Розрахунок надійності роботи.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 05.12.2013Загальний огляд існуючих первинних перетворювачів температури. Розробка структурної схеми АЦП. Вибір п’єзоелектричного термоперетворювача, цифрового частотоміра середніх значень в якості аналого-цифрового перетворювача, розрахунок параметрів схеми.
курсовая работа [30,5 K], добавлен 24.01.2011Розрахунок частоти коливань генератора. Визначення додаткового опору для вимірювання заданої напруги. Визначення меж відхилення відліку частоти. Відносна нестабільність частот цифрового генератора. Рівень сигналу в дБ. Абсолютна та відносна похибка.
контрольная работа [95,0 K], добавлен 06.11.2016Розрахунок однотактного та двотактного трансформаторних підсилювачів потужності на біполярному транзисторі. Розрахунок схеми узгодження, потужності колекторного кола, блоку живлення підсилювача звукових частот з потужним виходом. Вибір радіатора.
курсовая работа [857,0 K], добавлен 10.01.2015Будова біполярного транзистора, принцип його дії, класифікація, режими (активний, відсічення, насичення, інверсний й ключа), статичні і диференціальні характеристики. Схеми включення БТ з базою, емітером і колектором. Розрахунок електричних ланцюгів з БТ.
курсовая работа [614,1 K], добавлен 06.05.2015Вибір конструктивної схеми. Розробка циліндричного перетворювача, що має форму кільця. Розрахунки еквівалентних електричних і механічних параметрів. Частота перетворювача у робочому середовищі. Активна складова механічного опору. Електрична добротність.
контрольная работа [125,0 K], добавлен 07.05.2011Огляд схемотехніки електронних ключів на польових транзисторах. Розрахунок підсилювального каскаду із спільним емітером, автоколивального мультивібратора, генератора напруги, синхронного тригера. Знаходження теплового струму колектора. Вибір транзистора.
курсовая работа [656,0 K], добавлен 10.01.2015Огляд конструкцій видів проволочних підстроювальних резисторів з коловими переміщеннями контактів. Розрахунок резистивного елемента, контактів пружини, частотних характеристик з метою проектування резистору змінного опору по заданим вихідним параметрам.
курсовая работа [51,1 K], добавлен 29.08.2010Вибір траси та укладання спрощеної схеми організації зв’язку. Розрахунок еквівалентної кількості основних цифрових каналів. Цифрова система передачі і тип кабелю. Розміщення регенераційних пунктів на магістралі. Завадостійкість цифрового лінійного тракту.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.04.2011Аналіз активного опору змінного струму, індуктивності, ємності, вивчення явища резонансу напруг. Визначення миттєвого значення струму в колі з ємністю. Розрахунки його характеристик, побудова векторних діаграм на підставі експерименту і розрахунку.
лабораторная работа [345,7 K], добавлен 13.09.2009Проект радіомовного радіоприймального пристрою з амплітудною модуляцією. Вибір структурної схеми приймача, розрахунок підсилювального елемента та його високочастотних параметрів. Вибір типу транзистора вихідного каскаду підсилювача низької частоти.
курсовая работа [890,9 K], добавлен 10.04.2014Тунельний механізм переходу носіїв заряду. Розрахунок параметрів випрямного діода і біполярного транзистора, статичних характеристик польового транзистора з керуючим переходом. Визначення залежності генераційного струму p-n переходу від зворотної напруги.
курсовая работа [902,9 K], добавлен 23.01.2012Розробка схеми підсилювача змінного струму, який має п'ять каскадів підсилення. Визначення типів транзисторів. Вибір і розрахунок інтегрального стабілізатору напруги для живлення підсилювача низької частоти та однофазного випрямляча малої потужності.
курсовая работа [478,8 K], добавлен 20.09.2011Визначення місць розташування вузлів зв'язку та передбачуваних трас прокладки кабельних ліній. Розрахунок еквівалентних ресурсів транспортної мережі. Обгрунтований вибір способів захисту: ліній зв'язку, секцій передачі, з'єднань трактів, апаратури.
курсовая работа [506,1 K], добавлен 05.02.2015Розрахунок швидкості цифрового потоку та потужності передавача. Вимоги до способів модуляції. Квадратурна амплітудна та фазова модуляція. Спосіб частотного ущільнення з ортогональними несучими. Стандарт кодування з інформаційним стисненням MPEG-2.
курсовая работа [213,4 K], добавлен 23.08.2014Вибір схеми. Розрахунок параметрів електронного ключа. Розрахунок параметрів магнітного підсилювача та трансформатора. В автоматизованому електроприводі такі джерела керування дозволяють отримати досить м'які механічні характеристики.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 15.04.2005