Временная диаграмма
Временная диаграмма работы автомата строится с учётом выбранной элементной базы. В данном примере сигналы:
- счётчика К561ИЕ16 (С, W1, W2, X1, X2, X3, X4, X5, R);
- регистра К561ИР9 (PS - параллельная запись, Q0, Q1, Q2, Q3 – выходные параллельные данные, RR – сброс регистра);
- счётчика К561ИЕ8 (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 – десятичный выход, С – синхронизирующий вход);
- ST – стартовый импульс;
- R – сброс всей схемы в исходное состояние (формируется специальной схемой сброса);
- D – последовательный выходной код данных;
- ФМ – фазоманипулированный выходной сигнал.
Временная диаграмма функционирования автомата показана на рисунке 10.
Функциональная и принципиальная схема.
По временной диаграмме функционирования автомата и его структурной схеме строится функциональную схему работы конечного автомата (рисунок 9) и принципиальную схему его функционирования (рисунок 11)
Рисунок 9–Функциональная схема конечного автомата.
Рисунок 10–Временная диаграмма.
Рисунок
11–Принципиальная схема конечного
автомата.
Схема согласования с каналом связи
Выходной каскад необходим для согласования волновых параметров передатчика и канала. Для схемы согласования справедливы следующие формулы:
Усиление по постоянному току:
(2)
Частота квазирезонанса:
(3)
Добротность полюса:
(4)
Принимается,
что
,
нФ,
,
тогда (4) перепишется в виде:
(5)
Подставив численные значения в (5) и выразив C4, можно получить:
Ф
Из
ряда номиналов Е24 выбирается
нФ
Далее рассчитывается частота:
(6)
с-1
Выразив
из (3)
,
можно получить:
Ом2
Из
ряда номиналов Е24 выбирается
кОм
Принимается
сопротивление
Ом
Из
ряда номиналов Е24 выбирается
кОм
Из
(5.1):
Амплитуда сигнала подаваемого на вход схемы равна 9В. Разделительный конденсатор не пропускает постоянную составляющую, соответственно, делается вывод о том, что на вход схемы подается сигнал с амплитудой 4,5В.
Падение
напряжения на конденсаторе не должно
превышать 3%. Соответственно, потенциал
в точке между
и
равен
В.
Потенциал в точке между
и
принимается равным 0,775В. Потенциал в
точке между
и
принимается на порядок ниже, то есть
0,077В.
Выбираем
кОм,
тогда ток в цепи делителя напряжения:
А
Ом
Ом
Из
ряда номиналов Е24 выбирается:
кОм,
кОм
Падение напряжения на конденсаторе составляет 0,135В
Ом
Ф
Из
ряда номиналов Е24 выбирается
нФ
По результатам расчетов, приведенных в предыдущем пункте, строится схема согласования с каналом связи, изображенная на рисунке 12.
Рисунок 12 – Схема согласования с каналом связи
Источник питания
Блок питания реализован на трансформаторе с напряжением вторичной обмотки 30В. Необходимо получить напряжение 9В для питания цифровых микросхем, и 15В для питания операционных усилителей. Частота входного напряжения составляет 50 Гц.
Токи:
мА,
мА.
Серия микросхем К561 не требует высокой стабильности питающего напряжения, поэтому вполне достаточно реализовать параметрический стабилизатор на стабилитроне. Пульсации напряжения не должны превышать 5%.
Расчет сети на 9В.
Общее сопротивление цепи вычисляется по формуле:
(7)
Ом
Сопротивление балластного резистора вычисляется по формуле:
(8)
Ом
Из
ряда Е24 выбирается
кОм
Мощность резистора рассчитывается для режима короткого замыкания:
(9)
Вт
Мощность
принимается равной:
Вт
Сопротивление
конденсатора не должно превышать 5% от
общего сопротивления цепи, тогда
Ом.
Далее рассчитывается величина емкости:
(10)
Ф
Из
ряда Е24 принимается
мкФ
Конденсатор
мкФ
берется из расчета по
мкФ
на 10 корпусов (всего 23 корпуса). Емкость
при разводке схемы разбивается на
несколько конденсаторов, равномерно
распределяющихся по печатной плате
устройства. Следовательно, номинал
емкости
не выбирается.
Расчет сети на 15В
Для
расчета сети выбирается стабилитрон
КС215Ж (
В,
мА,
мА).
Далее сеть рассчитывается по формулам
(7)-(10):
Ом
Ом
Из
ряда Е24 выбираются
Ом
Вт
Мощность
принимается равной:
Вт
Для
Ом:
Ф
Из
ряда Е24 принимается
мкФ
Конденсаторы
нФ
берутся из расчета по
мкФ
на 10 корпусов (всего 2 корпуса).
Полученная схема источника питания изображена на рисунке 13.
Рисунок
13 – Схема источника питания