4Расчет тактового генератора

В качестве генератора, примем мультивибратор, изображенный на рисунке (Рис. 4 .6).

Рис. 4.6. Схема двухэлементного мультивибратора

После включения питания какой-то из логических элементов примет одно из двух возможных состояний и тем самым повлияет на состояние других элементов. Пусть, к примеру, элемент DD1.1 находится к единичном достоянии, а элемент DD1.2 в нулевом, конденсатор заряжается через резистор, выход первого элемента и выход второго. Как только напряжение на входе первого элемента достигнет порогового, оба элемента переключаются в противоположное состояние, и конденсатор начнет разряжаться через выходную цепь второго элемента, резистор и выходную цепь первого элемента. Когда напряжение на входе первого элемента упадет до порогового значения, элементы вновь переключаться в противоположное состояние.

Временная диаграмма работы двухэлементного мультивибратора приведена на рисунке (Рис. 4 .7).

Рис. 4.7. Временная диаграмма

Определим длительности основных стадий переходного процесса [3]:

(4.0)

где - напряжение логического нуля; - напряжение логической единицы, – пороговое напряжение, – входное сопротивление микросхемы.

Период колебаний определяется из выражения:

(4.0)

Выбираем значение резистора из таблицы (Таблица 4 .4) и по заданному значению частоты соответствии с выражением ( 4 .0) рассчитываем значение конденсатора . Выбираем тип конденсатора и ближайшее стандартное значение.

Для выбранной серии микросхем 555, примем кОм. Согласно заданию частота кГц. Определим емкость конденсатора. По формулам ( 4 .0) определим значения и :

Тогда период колебаний из ( 4 .0):

Откуда емкость:

нФ

Таблица 4.4

Параметр	Серии микросхем
	ТТЛ (155, 555, 1555)	КМОП (561, 1561, 564)
, В	0,2	0,5
, В	3,5	8,5
, В	1,4	3,4
, Ом	1200	100 000
(выбирается)	240 Ом – 4100 Ом	1 кОм – 1 МОм
, А	10-5	10-6

5Моделирование электронного коммутатора

Моделирование электронного коммутатора выполним в программе Electronics Workbench. Схема электронного коммутатора на зарубежных аналогах микросхем реализована в файле switch.ewb.

Для проверки правильности работы схемы подадим на вход 2 сигнал «единица» (мультиплексор DD6 вход D1) и с помощью осциллографа проверим выход под номером 28 (демультиплексор DD12 выход Y0). Показания осциллографа представлены на рисунке (Рис. 5 .8).

Рис. 5.8 Осциллограмма коммутации сигналов

На рисунке видно, что сигнал с выхода передается во время второго такта. Сигнал передается в инвертированном виде, поэтому на выходе сформирован сигнал низкого уровня.

Заключение

Таким образом, в данной работе разработана и рассчитана схема коммутатора выполненного на основе цифровых интегральных микросхем . В графической части курсового проекта представлена принципиальная схема разработанного устройства на формате А2. Представлена спецификация с перечнем элементов. Моделирование схемы выполнено в программе Electronics Worcbench.

Полученная компьютерная модель подтверждает работоспособность разработанной схемы.

Список литературы

1. Алесенко А.Г. Микросхемотехннка. М. Радио и связь, 1982

2. Бирюков С.А. Применение микросхем 'ITЛ и КМОП, М., ДМК, 1999

3. Дьяконов В,П. Расчет нелинейных и импульсных устройств на программируемых микрокалькуляторах, М. Радио и связь, 1984 г.

4. Калабеков В.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы, М.: Радио и связь, 2000.

5. Москатов Е. А. Справочник по полупроводниковым приборам. Издание 2. Таганрог, 219 с.

6. Пейтон А. Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях – М.: БИНОМ, 1994 – 352 с.

7. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики, М., Энеpгoатомиздат, 1988.

8. Применение интегральных микросхем в вычислительной технике. Справочник под ред. Файчулаева Б.Н., Тарабрина B.R. М.; Радио и связь, 1986.

9. Проектирование импульсных и цифровых радиотехнических устройств. Под ред. Казаринова Ю.М. М., Высшая школа, 1985 г.

10. Резисторы: справочник/ Ю. Н. Андреев, А. И. Антонян, Д. М. Иванови др.: под ред. И. И. Четверткова.– М.: Энергоиздат, 1981.– 352 с.

11. Справочник по интегральным микросхемам под ред. Тарабрина Б.В.,М., Радио и связь, 1996.

12. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: справочное руководство. Пер. с нем.– М.: Мир, 1982, 512 с.

13. Точи, Рональд, Дж., Уидмер, Нил, С. Цифровые системы. Теория и практика, 8-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. – 1024 с.