3.3 Расчет фнч.

Согласно ТЗ, нижняя граница диапазона частот ƒ= 150Гц. По формулеƒ=ƒ, получил частоту среза низких частотƒ= 50Гц. Из формулыRC= (ƒ)определил, чтоRC= 0,02. Подобрал номиналы сопротивления R= 2кОм и емкости C= 10мкФ. Номинал сопротивления взял из номинального ряда сопротивлений Е192, номинал емкости из номинального ряда емкостей Е192.

3.3 Расчет фвч.

Согласно ТЗ, верхняя граница диапазона частот ƒ= 8000Гц. По формулеƒ= 3ƒ, получил частоту среза низких частотƒ= 24000Гц. Из формулыRC= (ƒ)определил, чтоRC= 4,166∙10. Подобрал номиналы сопротивленияR= 2кОм и емкости C= 21нФ. Номинал сопротивления взял из номинального ряда сопротивлений Е192. Т.к. в номинальном ряду не оказалось нужной емкости, то вместо конденсатора C, емкостью 21нФ, поставил два параллельно соединенных конденсатора с емкостями C= 20нФ и C= 1нФ. Номиналы эти конденсаторов взял из номинальных рядов емкостей Е24 и Е12.

4. Проектирование логического блока.

В соответствии с ТЗ управление ИУ осуществляется от внешнего устройства (в соответствии с логическим уравнением), по которому выход усилителя будет переключаться между двумя независимыми приемниками сигнала (нагрузками).

По приведенному в ТЗ логическому уравнению f = a*(b+c*d) составил логическую схему управления ИУ. Логическая схема приведена на рис.4.

Рис.4

В схемном решении применим элементы ТТЛ. Для решения будут использовал: 2 элемента И с 2-я входами и 1 элемент ИЛИ с 2-я входами.

В качестве элементов выбрал логические элементы:

4 элемента 2И К555ЛИ1;

4 элемента 2 ИЛИ К155ЛЛ1.

У них вывод 7-общий, а 14-напряжение питания. Питаются они от источника напряжения +5 В.

4. Проектирование частотомера.

Разработал частотомер, измеряющий частоту в полосе заданных частот (150 … 8000 Гц) с погрешностью в 2 Гц.

Структурная схема построения цифрового частотомера (рис.5):

Рис.5

По рис.5: УО – усилитель – ограничитель; МВ – мультивибратор; СЧ – счетчик.

5.1 Проектирование усилителя-ограничителя.

Усилитель-ограничитель (УО) (рис.6). предназначен для преобразования аналогового сигнала в цифровой. Операционный усилитель КР140УД26 с включенными в цепь ОС диодом и стабилитроном. Диод КД522А убирает отрицательную полуволну, а стабилитрон Д808 ограничивает положительную. . СопротивлениеR поставлено в качестве дополнительной нагрузки ОУ для предотвращения его перегорания, т.к. параллельное соединение диода и стабилитрона может не обеспечить рабочей нагрузки ОУ. Логический элемент “И” по рис.5 – это элемент микросхемы К561ТЛ1 (приложение ) с передаточной характеристикой триггера Шмитта преобразует сигнал в прямоугольные импульсы.

Рис.6

Временные диаграммы УО представлены на рис.7. На них представлены сигналы на входе, после усилителя и после триггера Шмитта.

После схемы по рис.7 поставил преобразователь уровня ТТЛ – КМОП 564ЛЕ6.

Рис.7

5.2 Проектирование мультивибратора.

Мультивибратор предназначен для формирования импульсов, длительностью 1с.

5.3 Проектирование счетчика.

Счетчик со встроенными дешифратором и индикатором – микросхема К490ИП1 (приложение ). В частотомере используется 3 таких микросхемы, так как верхняя частота диапазона – 8000 Гц, а погрешность дискретности по техническому заданию равна 2 Гц.

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Приложение 4.

1  Коррекция  #1 2  Вход не инверсный  #1 3  Вход инверсный  #1 4  Питание Е-    5  Вход инверсный  #2 6  Вход не инверсный  #2 7  Коррекция  #1 8  Коррекция  #2 9  Выход  #2 10  Свободный    11  Питание Е+    12  Свободный    13  Выход  #1 14  Коррекция  #2

Технические характеристики ОУ КР1434УД1:

- коэффициент усиления К= 15∙10

- напряжение смещения «нуля» U, мВ = 5

- частота единичного усиления ƒ, МГц = 100

- напряжение питания U, В = 15

- потребляемый ток I, мА = 25

- допустимое значение синфазного входного напряжения U, В = 5

- разностный входной ток I, нА = 4000

- коэффициент ослабления синфазного сигнала К, дБ = 74