Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
SHOTMP-5 / DIPL / TEXT / СПЕЦИА~1.DOC
Скачиваний:
29
Добавлен:
16.04.2013
Размер:
2.97 Mб
Скачать

1.4 Обоснование выбора элементной базы.

Один из важных этапов разработки любого устройства – выбор элементной базы, так как от правильного выбора зависит будет ли в конечном итоге устройство отвечать всем требованиям, предъявляемым к ней . При выборе элементной базы учитывалось, что « Двух - координатный планшет » относится к классу военной аппаратуры и применяемые микросхемы должны сохранить работоспособность в большом диапазоне температур, в условиях повышенной влажности, при ударах вибрациях и других внешних дестабилизирующих воздействиях.

В общем случае выбор оптимального объекта из некоторого множества объектов включает в себя ряд исходных данных : конечное множество объектов, из которых предстоит выбрать, цель выбора, совокупность параметров, характеризующих объекты выбора, и т. д.

Серии ИС как объект выбора характеризуются совокупностью различных параметров, имеющих различную размерность (тока, напряжения, времени, емкости, сопротивления, мощности).

Приступая к проектированию, исходя из требований ТЗ, определяется минимальный набор характеристик по которым будет производится выбор серии ИС. При этом может оказаться, что предъявляемым требованиям отвечает не одна, а несколько серий ИС. Тогда выбирается любая из отобранных серий.

Сравнение серий ИС часто берут обобщенные критерии, используя различные комбинации основных параметров.

Наиболее известный и широко применяемый обобщенный критерий выбора – работа переключения, определяемая произведением средней задержки на среднюю мощность потребления. Очевидно, что чем меньше работа переключения, тем лучше ИС. Значение этого параметра для большинства микросхем остается постоянным при условии постоянства транзисторов. Наименьшим значением работы переключения обладают ТТЛ - схемы.

Второй обобщенный критерий - добротность. Добротность зависит от уровня технологии, она более всесторонне характеризует свойства логических схем.

Третий критерий - коэффициент использования питания - определяется соотношением мощности распространения к средней мощности потребления схемы. Под мощностью распространения при этом понимается минимальное значение мощности рассеяния, Необходимая для того, чтобы импульс включения с минимальной допустимой скоростью распространялся по схеме. Мощность рассеяния идеального логического элемента в выключенном состоянии равна 0, а после включения его мощность рассеяния равна мощности распространения.

Максимальным значением коэффициента использования питания обладают ТТЛ- схемы, минимальным ЭСЛ- схемы.

Использование обобщенных критериев не учитывает ряд характеристик как самих микросхем, так и возможных параметров работы устройства. Такой учет взаимосвязанных характеристик возможен при применении специальной методики. Эта методика заключается в следующем. Производится сравнительная оценка по параметрам, отражающим производственные и потребительские качества той или иной серии ИС, что дает возможность провести выбор серии ИС, оптимальной с точки зрения конструкторской, технической, экономической, технологической и эксплуатационной.

В функциональных преобразователях необходимо применять детали, позволяющие преобразовывать сигналы с наименьшими потерями в точности и параметрами, наиболее приближенными к расчетным значениям. Поэтому для обеспечения качественного воспроизведения функции выбрана следующая элементная база.

Для обеспечения необходимой точности преобразования напряжений, напряжение смещения используемых ОУ не должно превышать 5 мВ. Рассматривая такие ОУ как выбираем 1401УД2А, имеющий следующие основные параметры:

U  5 мВ;

K  50000;

I  150 нА;

I  30 нА;

f = 1 МГц;

V=0,5 В/мкс;

Данный ОУ годен для использования в изделии. Следует учесть, также не маловажный фактор, что в 1401УД2А выполнено четыре ОУ в одном корпусе, что значительно снижает занимаемую площадь.

На плате используется аналоговый компаратор 521СА3, поскольку он имеет малое напряжение смещения 3 мВ. Кроме того, напряжение питания 521СА3 15 В, как и всех остальных аналоговых элементов платы, что не вызывает потребности в дополнительных источниках напряжения.

Для коммутации аналоговых напряжений рассматриваем такие аналоговые ключи как: 590КН4, 590КН6, 590КН7, выбираем аналоговый ключ 590КН4. Этот ключ обладает малым сопротивлением в открытом состоянии (75 Ом), малым временем переключения (150 нс). Более того в этой схеме данный ключ является более удобным.

В качестве микроконтроллера интерфейса используется микросхема PIC16C84 производства Microchip Technology Inc., простой в подключении и обладающий необходимыми параметрами по питанию, температуре и другим характеристикам.

U=5 В 10%;

  1. однословных команд;

выполнение команд за один цикл (400 нс), кроме команд перехода (2 цикла);

рабочая частота до 10 МГц (в нашем случае 8 МГц генератора);

1024  14 командных слов электрически перепрограммируемой программной памяти;

13 линий ввода/вывода (5 линий порт А, 8  порт В) ТТЛ-типа;

наличие экономичного режима SLEEP.

Для согласования логических уровней интерфейса RS-232C и ТТЛ используется микросхема ADM222 производства Analog Devices, обладающая простотой подключения и необходимыми характеристиками:

U=5 В 10%;

логическому нулю в ТТЛ соответствуют -12 В (логический «0» для RS-232C);

логической единице в ТТЛ соответствуют +12 В (логическая «1» для RS-232C).

В качестве делителя тактовой частоты на 2, используется схема включающая в себя четыре 4-ех разрядных счетчика 1533ИЕ7.

В данной схеме используем фазо-чувствительные выпрямители и модуляторы, которые состоят из операционного усилителя 1401УД2А и ключа 590КН4

Для реализации логических схем использовались логические микросхемы серии 1533 (ТТЛШ), также в схеме используем регистры, мультиплексоры, триггеры той же серии, что дало возможность не согласовывать уровни напряжений логических «0» и «1» разных типов логики (например, ТТЛ и КМОП).

Для всех микросхем 1533 серии:

В качестве генератора прямоугольных импульсов с частотой 8 МГц в схеме используем кварцевый резонатор К1-12ЕС.

В качестве пассивных компонентов аналоговых цепей используем следующие элементы:

Для обеспечения постоянства коэффициентов передачи используются высокоточные резисторы серии С2-29В, которые обеспечивают минимальное отклонение от их номинальных значений.

Где не нужно обеспечение высоких точностных характеристик используются более дешевые резисторы серии С2-33Н.

Для регулировки параметров в схеме используются построечные резисторы серии СП5-16.

В схеме используем керамические конденсаторы серии: К10-17 и электролитические конденсаторы К53-4A.

В схеме используем транзисторы серий: 2T312A, 2T352A, 2T3108A, переключатели LAMEL3.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке TEXT