Делитель частоты (1731)

 

Начнем с расчета стабилизатора DA2 :

Характеристики данной микросхемы должны удовлетворять следующим  условиям:

1) U_DA1^вых = U_н ;

2) I_DA1^max ≥ I_н^max ;

 

Выбираем в качестве DA2 микросхему типа КР142ЕН8Е, которая обладает следующими параметрами:

 

 

 

Таблица 5 – Параметры стабилизатора DA2

Выходное напряжение микросхемы (фиксированное)	15 В
Предельный ток нагрузки	1,5 А
Разность напряжений вход-выход	3 В
Предельная рассеиваемая мощность	2 Вт
Максимальное входное напряжение	35 В

 

Данная микросхема удовлетворяет условиям: 15 В ≥ 15 В и 1,5 А ≥ 0,1 А. Исходя из этого рассчитаем минимально необходимую величину постоянного напряжения U_C , которая требуется для работы DA2:

             (10)

 

Следовательно, напряжение на конденсаторе С₂ никогда не должно падать ниже уровня 18 В.

Теперь рассчитаем емкость конденсаторов С₂:

Напряжение на конденсаторе С₂ представлено на рисунке 14.

Пусть ∆U_C = 1 В. Конденсатор С₂ можно рассчитать по следующей формуле:

=                                                   (11)

 

При этом минимально необходимое амплитудное  значение напряжения на конденсаторе U_C2 составит:

                        (12)

Рассчитываем минимальное амплитудное  значение напряжения вторичной обмотки  трансформатора Т1:

                   (13)

где U_VD1 = 1.4 B – падение напряжения на диодном мосте VD1-VD4, оно рассчитывается как сумма падения напряжений на двух открытых диодах (0,7*2 = 1,4 B).

Рассчитываем минимальное действующее  значение на вторичной обмотке трансформатора:

                                      (14)

Рассчитываем номинальное действующее  значение напряжения на вторичной обмотке, т.е. при U_BX=220 B:

   (15)

 

Выбор трансформатора Т2.

Трансформатор выбирается исходя из следующих условий:

1) ;

2) ;

Выбираем трансформатор типа ТПК-2x18В обладающий следующими характеристиками:

Выходное  напряжение	18 В
Допустимый  ток нагрузки	0,28 А
Мощность	2,5 Вт

 Таблица 6 – Характеристики трансформатора Т2

 

 

 

 

 

Для трансформатора данного типа наложенные условия и выполняются:

18 В ≥ 16,6 В; 0, 28 А ≥ 0,1 А;

С учетом параметров выбранного трансформатора рассчитываем максимальное амплитудное  значение напряжения на конденсаторе С2:

 

                                                                         (16)

Напряжение U_{С2(дейст)}^мах не превышает 35 В – максимально возможного входного напряжения стабилизатора DA2. Кроме того, зная точно U_{С2(ампл)}^мах, определяем тип конденсатора C₂: выбираем конденсатор марки К50-6 - максимальное напряжение 36 В, емкость 1000 мкФ.

 

Рассчитываем мощность микросхемы DA1:

     (17)

 

Эта мощность не превышает предельной для выбранного типа микросхемы значения – 2,5 Вт.

 

Выбор диодного мостаVD2:

Данный диодный мост должен удовлетворять  следующим условиям:

1) обратное напряжение моста > U_II(ампл) ^мах;

2) средний выпрямленный ток моста > I_н^max .

 

Выбираем диодный мост типа КЦ405Е: обратное напряжение 100 В, средний выпрямленный ток 1 А.

Очевидно, что условия выполняются:

      (18)

 100 В >>29,2 В; 1 А >> 0,1 А.

 

4.3 Расчет остальных  устройств принципиальной схемы

Рассчитываем  сопротивление R1, оно необходимо для работы светодиода. Ток диода равен I_VU1=0,015 А. Падение напряжения на диоде равно U_VU1=2 В. Напряжение на выходе счетчика равно U_DD1(вых) = 3,5 В. Следовательно, R₁ рассчитывается по формуле:

        (19)

 

Сопротивление R₂ необходимо для ограничения тока, протекающего через транзистор:

       (20)

 

Сопротивление R3 необходимо для усилителя. Так как падение напряжения на открытом транзисторе 3,5 В, коэффициент усиления должен быть равен 4,2. Коэффициент усиления в данной работе рассчитывается по формуле:

 

              (21)

 

Следовательно, сопротивления R3 и R4 выберем 1000 Ом и 100 Ом соответственно.

В соответствии с расчётом выбираем резистор типа R1: МЛТ- 100±2%, R2: МЛТ- 700±5% , R3: МЛТ-1000±1%; R4: МЛТ- 100±1%.

 

 

Заключение

В данной курсовой работе была поставлена задача разработать делитель частоты с коэффициентом деления 1731. Был произведен обзор литературы по теме курсового проекта, а именно был рассмотрен делитель частоты, его типы: синхронный, асинхронный, комбинированный, а также способы его соединения: последовательное, параллельное, смешанное.

Первым  этапом выполнения проекта была разработка функциональной схемы, т.е. представление электрической схемы с помощью функциональных блоков, каждый из которых выполняет определённую функцию преобразования входной величины в выходную.

Следующим этапом выполнения проекта была разработка полной принципиальной схемы, которая  дает полное представление об устройстве в целом и в частности о  каждом элементе схемы. Был разработан блок питания, работающий от сети 220 В. Устройство, разработанное по данной схеме, обеспечивает деление в 1731 раз входной частоты импульсов. В качестве основной микросхемы выбрана К1533ИЕ10, главным образом из-за её соответствия требованиям, предъявляемым к делителю. Счетчик является делителем частоты, так как производит деление импульсов с определенным коэффициентом деления. Данная часть курсового проекта содержит необходимое количество рисунков и схем, которые наглядным образом отражают особенности элементов.

Также при  разработке данной схемы использовалась гальваническая развязка, для надежности работы, и усилитель типа 157УД1, для  усиления подаваемого с гальванической развязки тока и обеспечения стабильности её работы.

Таким образом, поставленная задача полностью выполнена. Разработан делитель частоты с коэффициентом  деления сигнала-1731.

 

 

Список  использованных источников

1. В. Г. Гусев, Ю.М. Гусев «Электроника». – Москва: «Высшая школа»,2008г.-798 c.
2. Ризкин И.Х. «Делители и умножители частоты». – Москва: «МЭИ»,

     1992 г.- 326-327 стр.

3. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства. Справочник – Москва: «Беларусь» ,1994 г.-591 с.
4. Носов Ю.Р., А.С. Сидоров «Оптроны и их применение». - Москва: «Радио связь»,1981г. – 82-84 стр.

5. М.Л. Лейнов, В.С. Качалуба, А.Б. Рыжков «Цифровые делители частоты на логических элементах». Москва:«Энергия», 1975 г. 128-130 стр

6. И.И. Петровский, А.В. Прибыльский, А.А. Троин «Логические ИС. Справочник»,ч.2. -101-103 стр.
7. http://digteh.ru
8. В.Л. Шило «Популярные микросхемы КМПО. Справочник». – Москва: «Ягуар»,1993г.- 27 стр.
9. «Интегральные микросхемы»/ Под ред. Б.В. Тарабрин.- Москва: «Радио и связь»,1983г. – 154-155 стр.
10. С.А. Байдали, Е.В. Ефремов «Электроника и микроэлектроника. Учебное пособие». – Томск: «ТПУ»,2008г.- 83с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение  А. Полная функциональная схема

 

Приложение  Б. Принципиальная схема делителя частоты

 

Приложение  В. Принципиальная схема блока питания