Разработка электронного устройства

 Ф, из ряда – Ф

 Ф, из ряда – Ф

 Ф, из ряда – Ф

 Ф, из ряда – Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет усилителя на ОУ.

Необходимо, чтобы усилитель  на ОУ преобразовывал напряжение по следующему закону: входному напряжению на 0 В должно соответствовать выходное напряжение       -2.76 В, а входному напряжению 1.28 В — выходное напряжение -1.36 В.

Т. е. Между входным и выходным сигналом должна быть следующая выходная зависимость:

U_вых=1.1U_вх-2.76  

 

Каскад  усилителя выполним на базе дифференциального  усилителя на ОУ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:

При R₁= R₃ и R₂= R₄ получаем:

 

           Получаем: ; В

  кОм кОм

Выбираем  ОУ с питанием ±24 В: КР544ОД1Б.

 

 

 

 

 

 

 Для  обеспечения U_вх2=4.38 В рассчитываем делитель напряжения по схеме замещения:

Задаемся  током I=200I_вх=200·10^-9 А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАСЧЁТ СИГНАЛОВ ПОСТУПАЮЩИХ НА КОМПАРАТОРЫ:

1. На первый компаратор поступает результат интегрирования с постоянной времени

для обеспечения  постоянной времени

подбираем R₁,С_1, R₂,  R₃ 

из условия 

R₃=2 кОм; R₂=1 MОм; R₁=4.3 МОм; C₁=100 мкФ

2. На второй компаратор поступает сигнал ослабления четвертого плюс 0.6:

 

 

 

 

    для обеспечения коэффициента ослабления 0.3,

подбираем R₁,R_3, R₂   =0,3

10 кОм

Пусть R₁=10 кОм, тогда R₂=3 кОм

          кОм

           MОм

          Из ВЗК   

           МОм

3.На третий компаратор поступает результат дифференцирования с постоянной времени с

 кОм

для обеспечения  постоянной времени равной

подбираем R₄,С_1, из условия R₄∙C₁=

C₁=0.2 нФ

R₄=3.3 кОм

 

4. На четвёртый компаратор поступает сигнал вычитания трейтего из первого канала ослабленные в 0.2 раза:

 

 

 

 

        

        

        0.2

       Тогда кОм

         кОм

5. На пятый компаратор поступает сигнал перемножения четвёртого и пятого каналов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;  кОм;

;   ;

Диод: КД105Б; _{Umax o}=400 В; Io=0.1 мА

;

;

 В

A

 кОм, Ом кОм

 6. На шестой компаратор поступает сигнал

  каналов:

Аналогичен  Y4 и Y2.

 

6. РАСЧЕТ КОМПАРАТОРА НА ОУ

Компаратор - это устройство, которое осуществляет сравнение U⁺ с U.^-    Он должен обеспечивать на выходе уровень логического нуля для КМОП при U_вхÎ[-24;0.72] В и уровень логической единицы при U_вхÎ[0.72;24] В.

 

Для обеспечения  этого условия необходимо на инвертирующий вход подать напряжение U_х=0.72В, а на неинвертирующий вход подать U_вх  (выходное напряжение операционного усилителя).

Данная схема обеспечивает выходное напряжение ±24 В, что соответствует уровням логическим единицы и нуля для КМОП. На выходе компаратора необходимо поставить диод VD1 для ограничения отрицательного напряжения. Выберем диод марки КД102Б.

 

 

Рассчитываем  делитель напряжения и . Входной ток LM301A - Iвх=1*10^-9А.  Пусть через резистор протекает ток .

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. РАСЧЕТ ЛОГИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ

      Дано: таблица истинности

X1,X2,X3   X4,X5,X6	000	001	011	010	110	111	101	100
000	0	0	0	0	0	0	1	0
001	0	1	0	0	1	0	0	0
011	1	1	0	1	1	0	1	0
110	0	0	0	0	0	0	0	0
111	0	0	0	0	0	0	0	0
101	0	0	0	0	0	0	0	1
100	0	0	0	1	0	0	0	0

        Для остальных наборов Х значение У=0.

А) составляем карту Карно, располагая по вертикали и горизонтали значения входных переменных таким образом, что при переходе от одного квадрата к другому изменялось значение только одной переменной (по аналогии с  кодом Грея).

Б) записываем в квадраты карты  Карно значение выходных переменных, соответствующей данным наборам  значений входных переменных.

В) обводим  квадраты, содержащие логические нули.

Г) описываем  обведенные квадраты как произведение входных функций или их инверсные значения.

Д) поскольку  для данной карты Карно минимизация  не производиться, то искомая логическая функция представлена произведением значений соответствующих квадратов.

Е) по полученному  выражению изображаем принципиальную схему.

Логическая  функция:

=

 

 

 

5. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОННОГО КЛЮЧА.

 

U_L=73 В;

I_L=0.81 А;

 Ом;

По этим параметрам выберем транзистор:

КТ807Б; I_k=0.5 A; U_{кэ max}=100 В; b=30…100;

Рассчитаем  ток базы:

 мА

Чтобы обеспечить необходимый ток базы, необходимо установить в цепи базы транзистора  компаратор на ОУ (I_{вых max}=22 мА). Используем компаратор, аналогичный установленным на входах логической схемы. На не инвертирующий вход компаратора подадим сигнал со счётчика, а на инвертирующий вход подадим максимальное напряжение логического нуля (0.8 В). Для этого используем делитель напряжения с резисторами номиналом R1=68 0 кОм и R2=130 кОм.

R3=100 кОм

 

6. ВЫБОР СХЕМЫ БЛОКА ПИТАНИЯ:

 

Для синтеза  блока питания необходимо знать  Мощность схемы и токи потребления.

Мощность  каскадов на транзисторах: P_T= 120 мВт

Мощность, потребляемая ОУ: P_ОУ=120*48=5760 мВт

Мощность, потребляемая логической схемой: P_л=1800 мВт

Мощность, потребляемая счётчиком: P_щ= 500 мВт

Полная  мощность: P_å=8180 мВт » 4 Вт

 А

Подберём  транзисторы:

n-p-n: КТ809А; I_к=2 А

p-n-p: КТ816А; I_к=2 А

 Ом;

U_k=U_э^+U_{кэ нас}+U_запаса=5 + 1 + 2=8 В;

Подберём  стабилитрон:

КС156А: U_ст=5.6 В;  I_{ст max}=55 мА;  I_{ст min}=3 мА;  I_ст=29 мА

Выбираем  балластный резистор:

 Ом;

 А;

 Ом;

В качестве фильтра используем электролитический  конденсатор ёмкостью 2000 мкФ, на 10 В.

 

Напряжение  перед диодным мостом:

 В

Действующее напряжение:

 В

 В

 В

Коэффициент трансформации:

Подберём  диоды для диодного моста:

КД202А; U_{до обр}=50 В; I_max=5А; I_обр=1 мА

Выберем диодный мост для питания лампочки.

U_L=36 В; I_L=0.35 А;

Выбираем  диоды:

КД106А; U_{max обр}=100 В; I_обр=0.01 мА;

Напряжение  перед диодным мостом:

U₁=U_L+0.7»36+1=37 В;

 В

Коэффициент трансформации:

В качестве фильтра используем электролитический  конденсатор ёмкостью 2000 мкФ, на 50 В.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Богданович М. И., Грель И. Н., Прохоренко В. А., Шалимо В. В. Цифровые и интегральные микросхемы. — Минск “Беларусь”, 1991.

2. Галкин В. И. Промышленная электроника — Минск “Вышэйшая школа”,1989.

3. Бодиловский В. Г. Справочник молодого радиста — Москва “Высшая школа”, 1983

4. Горошков Б. И. Радио-электронные устройства — Москва “Радио и связь”, 1984

5. Галкин В. И. , Булычев А. Л., Прохоренко В. А. Полупроводниковые приборы — Минск “Беларусь”, 1984.