Разработка логической схемы комбинационного цифрового устройства
Расчет токов покоя транзисторов при замкнутых выводах. Построение логической схемы устройства в базисе И,ИЛИ,НЕ. Определение средней задержки распространения сигнала от входов к выходу и средней потребляемой мощности в принципиальной электрической схеме.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.06.2016 |
| Размер файла | 292,3 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задача 1.
Питание ИМС типа К118УН1 (рисунок 1) ведется от источника напряжения +E0 = 6,3 В. Постоянное напряжение на выходе по справочным данным U0вых = 2,4...3,8 В. Рассчитать токи покоя транзисторов при замкнутых выводах 910
Рисунок 1 - ИМС типа К118УН1
Решение
Среднее значение В. Это напряжение имеет место между выводами 10 и 14. Ток покоя транзистора VT2:
(1)
мА
Тогда ток покоя транзистора VT1:
Ответ:
Задача 2.
При какой двойной амплитуде Евх (рисунок 2) начинается насыщение выхода, если Uнас=±15 В. .
Рисунок 2 - Схема усилителя
Решение
Коэффициент усиления
Тогда для получения напряжения насыщения на выходе Uнас=±15 В
В
Двойная амплитуда Евх=±1,5 В
Ответ: Евх=±1,5 В
Задача 3.
1. Синтезировать в базисе ИЛИ-НЕ КЦУ согласно заданному варианту.
2 Минимизируйте заданную логическую функцию табличным методом с помощью карт Карно. Запишите результат минимизации в МДНФ.
3 Постройте логическую схему устройства в базисе И,ИЛИ,НЕ.
4 Запишите результат минимизации через логическую операцию И-НЕ.
5 Постройте логическую схему устройства в базисе И-НЕ.
6 Постройте принципиальную электрическую схему устройства в базисе И-НЕ на микросхемах схемотехники КМОП, серия которых задана в примечании к таблице 1.
7 Проверьте правильность функционирования логических и принципиальной электрической схем КЦУ для пятого набора аргументов и сделайте вывод о правильности их функционирования.
8 Определите среднюю задержку распространения сигнала от входов к выходу и среднюю потребляемую мощность в принципиальной электрической схеме КЦУ.
Таблица 1 - Исходные данные для синтеза КЦУ
|
Номер набора аргументов |
Наборы аргументов |
|||||
|
x4 |
x3 |
x2 |
x1 |
f5 |
||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Ф |
|
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Ф |
|
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Ф |
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Ф |
|
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Ф |
|
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Ф |
Решение
Синтезируем в базисе ИЛИ-НЕ КЦУ согласно заданному варианту.
1 Составим карту Карно (рисунок 3) и минимизируем ее в МДНФ.
Рисунок 3 - Минимизация карты Карно
(2)
2 Построим логическую схему КЦУ в базисе И, ИЛИ, НЕ на микросхемах схемотехники КМОП серии 1564 (рисунок 4). Для этого потребуется:
два логических элемента НЕ;
три логических элемента И;
один логический элемент ИЛИ.
Рисунок 4 - Логическая схема устройства в базисе И, ИЛИ, НЕ
3 Преобразуем МДНФ ЛФ в базис И-НЕ, используя формулы де-Моргана.
(3)
4 Построим логическую схему устройства в базисе И-НЕ (рисунок 5)
Рисунок 5 - Логическая схема устройства в базисе И- НЕ
5 Построим принципиальную электрическую схему КЦУ в базисе И-НЕ на микросхемах схемотехники КМОП. Выбираем одну микросхему ЭКР1554ЛА3(IN74AC00N), в одном корпусе которой выполнено четыре ЛЭ 2 И-НЕ. Она задействована полностью. Также выбираем ЭКР1554ЛА4(IN74AC10N) - три ЛЭ 3 И-НЕ (один останется свободным). Принципиальная электрическая схема устройства в базисе И-НЕ представлена на рисунке 6.
6 Проверим правильность функционирования логических и принципиальной электрической схем КЦУ для пятого набора аргументов и сделаем вывод о правильности их функционирования.
Рисунок 6 - Принципиальная электрическая схема КЦУ в базисе ИЛИ-НЕ
На схеме указаны буквенно-позиционные обозначения микросхем по ГОСТ 2.710-81, номера выводов, а также уровни сигналов для пятого набора аргументов (уровни сигналов указаны под линиями выводов микросхем). Уровни сигналов на выходах логических схем соответствуют значению ЛФ f5(x1,x2,x3,x4) для пятого набора аргументов (таблица 1), что позволяет судить о правильности их функционирования.
7 Определим среднюю задержку распространения сигнала от входов к выходу и среднюю потребляемую мощность в принципиальной электрической схеме КЦУ.
В худшем случаем сигнал передается через три ЛЭ. Для расчета средней задержки возьмем следующие данные: для микросхемы ЭКР1554ЛА3 ; для микросхемы ЭКР1554ЛА4 . В результате получаем суммарную среднюю задержку распространения сигнала от входа к выходу устройства или
Для расчета средней потребляемой мощности всей схемы необходимо расчетным путем определить среднюю потребляемую мощность каждой микросхемы путем умножения среднего потребляемого тока (для микросхемы ЭКР1554ЛА3 и для микросхемы ЭКР1554ЛА4 ) на напряжение источника питания. В результате получаем суммарную среднюю потребляемую мощность .
Задача 4.
Разработать логическую схему КЦУ, заданного в таблице 2.
Таблица 2 - Исходные данные к задаче 3
|
Наименование КЦУ |
Базис |
|
|
Дешифратор кода 7421 на десять выходов со стробированием |
И-НЕ |
Решение
Условное графическое обозначение дешифратора с инверсными выходами представлено на рисунке 7.
Рисунок 7 - Условное графическое обозначение дешифратора кода 7421 на десять выходов в базисе И-НЕ со стробированием
В дешифраторах с инверсными выходами активным уровнем сигнала на выходах является уровень логического нуля.
Таблица истинности дешифратора представлена в таблице 3.
Таблица 3 - Таблица истинности дешифратора кода 7421 на десять выходов со стробированием
|
Входной код 7421 |
Строб (разрешение) |
Выходные сигналы |
|||||||||||||
|
X |
X |
X |
X |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Из таблицы истинности следует, что дешифратор преобразует входной код в сигнал активного уровня на одном из выходов, если на стробирующем входе активный уровень сигнала (=0). В противном случае на всех выходах дешифратора устанавливаются пассивные уровни сигнала (единичные).
По данным таблицы 4 запишем логические функции для выходов дешифратора в СКНФ:
транзистор сигнал логический электрический
(4)
Преобразуем логические функции (3) в базис И-НЕ, используя закон двойного отрицания и правило де Моргана:
(5)
Логическая схема дешифратора в базисе И-НЕ, построенная по логическим функциям (5), представлена на рисунке 8.
Произведем проверку правильности ее функционирования для пятой строки таблицы истинности и убеждаемся, что схема дешифратора функционирует в соответствии с таблицей истинности.
Рисунок 8 - Логическая схема дешифратора кода 7421 на десять выходов в базисе И-НЕ со стробированием
Список использованных источников
1. Москатов Е.А. Электронная техника. Начало. - Таганрог, 2010.
2. Быстров Ю.А. Электронные цепи и микросхемотехника: учеб. / Ю.А. Быстров, И.Г. Мироненко. - М.: Высш. шк., 2002. - 384 с.
3. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: учеб. пособие для вузов / И.П. Степаненко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2003. - 488 с.
4. Пиз Р. Практическая электроника аналоговых устройств.- М.: ДМК-Пресс, 2001.
5. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники.- 3-е изд..- М.: Мир, 1986.- Т.1.- 598с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание функциональной схемы цифрового устройства для реализации микроопераций. Выбор элементной базы для построения принципиальной электрической схемы цифрового устройства. Разработка и описание алгоритма умножения, сложения, логической операции.
курсовая работа [684,0 K], добавлен 28.05.2013Анализ комбинационной схемы, минимизация логической схемы и синтез комбинационного устройства в заданных базисах логических элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Разработка и применение модуля для ПЛИС Spartan6, реализующего функционирование соответствующих схем.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.02.2022Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства по заданным условиям его работы в виде таблицы истинности. Получение минимизированных функций СДНФ, СКНФ с использованием карт Карно. Выбор микросхем для технической реализации полученных функций.
контрольная работа [735,9 K], добавлен 10.06.2011Радиопередающие устройства, их назначение и принцип действия. Разработка структурной схемы радиопередатчика, определение его элементной базы. Электрический расчет и определение потребляемой мощности радиопередатчика. Охрана труда при работе с устройством.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.01.2013Методы измерения тока и напряжения. Проектирование цифрового измерителя мощности постоянного тока. Выбор элементной базы устройства согласно схеме электрической принципиальной, способа установки элементов. Расчет экономической эффективности устройства.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.07.2011Канонические формы представления логической функций. Сущность методов минимизации Квайна, Квайна-Мак-Класки и карт Вейча, получение дизъюнктивной и конъюнктивной форм. Модели цифрового комбинационного устройства с помощью программы Electronics Workbench.
курсовая работа [416,4 K], добавлен 28.11.2009Составление таблицы истинности работы устройства. Минимизация логической функции. Синтез электрической принципиальной схемы, управляющей семисегментным индикатором. Расчёт потребляемой мощности, вероятности безотказной работы и времени наработки на отказ.
курсовая работа [1020,3 K], добавлен 06.01.2014Определение параметров транзистора по его статическим характеристикам. Построение комбинационной логической схемы на электромагнитных реле. Разработка электрических схем параллельного и последовательного суммирующих счётчиков. Состояние триггеров.
курсовая работа [290,5 K], добавлен 13.01.2016Разработка общего алгоритма и функционирования цифрового фильтра. Составление и описание электрической принципиальной схемы устройства, расчет его быстродействия. Листинг программного модуля вычисления выходного отсчета. Оценка устойчивости устройства.
курсовая работа [236,2 K], добавлен 03.12.2010Основные структуры, характеристики и методы контроля интегральных микросхем АЦП. Разработка структурной схемы аналого-цифрового преобразователя. Описание схемы электрической принципиальной. Расчет надежности, быстродействия и потребляемой мощности.
курсовая работа [261,8 K], добавлен 09.02.2012Разработка алгоритма функционирования устройства. Разработка и отладка рабочей программы на языке команд микропроцессора. Составление и описание электрической принципиальной схемы. Расчет АЧХ устройства для заданных и реальных значений коэффициентов.
курсовая работа [313,9 K], добавлен 28.11.2010Разработка электрической схемы цифрового устройства на основе базовых интегральных микросхем: упрощение и преобразование; выбор типа логики и конкретных серий. Электрический расчет цифровой схемы, расчет мощностей. Создание топологии в гибридном варианте.
курсовая работа [610,3 K], добавлен 29.09.2014Параметры цифрового потока формата 4:2:2. Разработка принципиальной электрической схемы. Цифро-аналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, усилитель аналогового сигнала, выходной каскад, кодер системы PAL. Разработка топологии печатной платы.
дипломная работа [615,9 K], добавлен 19.10.2015Функциональная и электрическая схемы, алгоритм работы устройства сложения с накоплением суммы. Выбор серии ИМС. Пояснения к принципиальной и функциональной электрической схеме. Временные диаграммы. Разработка и расчет печатной платы, схемы монтажа.
курсовая работа [117,8 K], добавлен 08.06.2008Разработка структурной, функциональной и принципиальной схемы тахометра. Выбор генератора тактовых импульсов, индикаторов и микросхем для счетного устройства. Принцип действия индикатора. Описание работы тахометра. Расчет потребляемой тахометром мощности.
курсовая работа [322,3 K], добавлен 30.03.2012Разработка структурной схемы устройства. Изучение принципиальной электрической схемы устройства с описанием назначения каждого элемента. Характеристика программного обеспечения: секции деклараций, инициализации микропроцессора и основного цикла.
курсовая работа [260,3 K], добавлен 14.11.2017Разработка и описание алгоритма функционирования устройства, отладка рабочей программы на языке команд микропроцессора. Обоснование аппаратной части устройства. Составление электрической принципиальной схемы устройства, расчет быстродействия устройства.
курсовая работа [50,2 K], добавлен 03.12.2010Основные параметры усилителей мощности. Чувствительность акустической системы. Описание схемы электрической структурной. Анализ схемы электрической принципиальной. Условия эксплуатации. Расчет теплового режима устройства. Суммарная интенсивность отказов.
курсовая работа [360,2 K], добавлен 01.07.2013Расчет усилителя мощности с представлением структурной схемы промежуточных каскадов на операционных усилителях. Расчет мощности, потребляемой оконечным каскадом. Параметры комплементарных транзисторов. Выбор операционного усилителя для схемы бустера.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 05.02.2013Определение предельных значений токов и напряжений в различных ветвях и точках схемы однофазного двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки. Расчет диодов, напряжения вторичной обмотки и мощности трансформатора, сечения проводов обмоток.
контрольная работа [690,0 K], добавлен 04.02.2016
