5 семестр / Курсовая работа / Задание / Курсовая работа

Курсовая работа по курсу «Электроника»

2.Во втором варианте ГППИ строится на базе счетчика и управляемого ключа. Структурная схема такого генератора изображена на рис. 2 и включает следующие узлы:

1.усилитель сигнала запуска,

2.устройство управления на базе счетчика,

3.генератор прямоугольных импульсов,

4.управляемый ключ.

Функционирование данной схемы поясняется приведенными временными диаграммами.

Рис. 2. Блок-схема ГППИ с устройством управления на базе счетчика и диаграммы напряжений в контрольных точках

Принципиальные схемы каждого узла для обоих вариантов и их элементная база определяется вариантами технического задания.

Примечание.

1.Для согласования уровней входных и выходных сигналов и синхронизации работы связанных блоков схемы должны быть дополнены соответствующими узлами согласования и управления, принципиальные схемы которых разрабатываются студентами самостоятельно.

2.Полярность сигналов на временных диаграммах показана условно. В каждом конкретном случае полярность сигналов определяется техническим заданием и выбором конкретных схем.

2.1.Усилитель сигнала запуска

Усилитель сигнала запуска строится на базе интегрального операционного усилителя, тип которого определяется техническим заданием. Конкретная же схема усилителя (рис. 3) выбирается студентом самостоятельно. Усилитель должен обеспечить необходимую амплитуду и полярность запускающего импульса. Для согласования с логическими элементами схема усилителя должна быть дополнена ограничителем.

2

Курсовая работа по курсу «Электроника»

Рис. 3. Базовые схемы усилителей на ОУ: инвертирующий (а) и неинвертирующий (б) усилитель.

2.2. Формирователь длительности пачки

Блок 2 ГППИ (см. рис. 1) формирует сигнал определенной длительности, в течение которого работает генератор прямоугольных импульсов. Поэтому этот блок строится на базе одновибратора, базовые схемы которых приведены на рис. 4. Выбор конкретной схемы определяется техническим заданием. Длительность выходного импульса определяется из технического задания на временные параметры ГППИ и числа импульсов в пачке.

2.3. Управляемый генератор прямоугольных импульсов

Блок 3 ГППИ (см. рис. 1) – это управляемый генератор прямоугольных импульсов. Генератор вырабатывает импульсы только при подаче разрешающего сигнала. Схемы таких генераторов приведены на рис. 5. Выбор конкретной схемы определяется техническим заданием.

Для формирования полного последнего импульса в пачке каждая схема должна быть дополнена логической схемой, которая расширяет сигнал разрешения. Такую схему разрабатывает студент самостоятельно.

2.4. Устройство управления на базе счетчика

Для второго варианта ГППИ (см. рис. 2) число выходных импульсов определяется устройством управления, которое строится на базе двоичного счетчика с заданным коэффициентом пересчета.

Конкретный тип счетчика выбирается студентом самостоятельно из заданной

серии.

Для обеспечения коэффициента пересчета необходима схема дешифратора, которую необходимо самостоятельно разработать.

Для формирования полного первого и последнего импульса в пачке каждая схема должна быть дополнена логической схемой, которая обеспечивает синхронизацию с запускающим сигналом и сигналами, поступающими с выхода генератора прямоугольных импульсов. Такую схему разрабатывает студент самостоятельно.

2.5. Генератор прямоугольных импульсов

Блок 3 ГППИ (см. рис. 2) – это генератор прямоугольных импульсов, построенный на базе мультивибратора. Генератор вырабатывает непрерывную последовательность импульсов. Базовые схемы мультивибраторов приведены на рис. 6. Выбор конкретной схемы определяется техническим заданием.

3

Курсовая работа по курсу «Электроника»

е)

д)

Рис. 4. Генераторы одиночных импульсов (одновибраторы): на базе операционного усилителя (а, б), на основе логических схем (в, г, д, е), на основе интегрального таймера (ж, з)

4

Курсовая работа по курсу «Электроника»

в)

г)

Рис. 5. Схемы управляемых генераторов прямоугольных импульсов на логических элементах

в)

Рис. 6.1. Генераторы прямоугольных импульсов на логических схемах (а, б, в)

5

Курсовая работа по курсу «Электроника»

ж)

е)

Рис. 6.2. Генераторы прямоугольных импульсов на логических схемах (г), на операционном усилителе (д) и на интегральном таймере (е, ж)

3.Задание на проектирование

1.В соответствии со своим вариантом на основе заданной структурной схемы ГППИ разработать ее принципиальную схему.

2.Если необходимо, ввести в схему соответствующих блоков узлы сопряжения (согласования) и синхронизации.

3.Построить диаграммы переходных процессов в узловых точках своей доработанной схемы.

4.Для каждого блока:

−провести анализ работы;

−для генераторных схем построить временные диаграммы;

−обосновать выбор элементов схемы и рассчитать их.

5.Составить спецификацию элементов ГППИ в соответствии с ЕСКД.

6.Проверить работоспособность ГППИ, смоделировав его работу на ЭВМ (полностью или, по согласованию с преподавателем, поблочно).

7.Составить пояснительную записку.

4.Технические требования

1.Структурная схема генератора пачки прямоугольных импульсов соответствует рис. … и должна включать следующие блоки:

−усилитель входного сигнала, собранного по схеме рис. …;

−формирователь длительности пачки, собранного по схеме рис. …;

6

Курсовая работа по курсу «Электроника»

−управляемый генератор прямоугольных импульсов, собранного по схеме рис. …;

−(если блок-схема соответствует рис. 2, то добавить соответствующие блоки).

2.Параметры входного сигнала:

−полярность – …;

−минимальная амплитуда – …В;

−минимальная длительность – 50мкс.

3.Параметры выходного сигнала:

−выходное напряжение в режиме покоя – …;

−период следования импульсов в пачке – 200 мкс;

−скважность следования импульсов в пачке – 2;

−число импульсов в пачке – …;

−уровни выходного напряжения соответствуют уровням ТТЛ.

5.Требования к оформлению работы

Результаты курсовой работы должны быть представлены в виде пояснительной записки и графической части. В пояснительную записку должны входить следующие разделы:

1.Задание на проектирование и исходные данные.

2.Блок-схема генератора пачек прямоугольных импульсов с добавленными блоками синхронизации и согласования уровней.

3.Полная уточненная принципиальная схема ГППИ, выполненная по всем правилам ЕСКД.

4.Перечень элементов (спецификация).

5.Описание работы всей схемы с поясняющими диаграммами.

6.Описание работы каждого блока:

−отдельная принципиальная схема,

−поясняющие диаграммы,

−обоснование выбора элементов,

−расчет элементов схемы,

−результаты моделирования (осциллограммы и пояснения).

6. Таблица вариантов

Nгр – номер группы,

Nст – порядковый номер студента в групповом журнале,

N = 30Nгр + Nст

6.1. Выбор блок схемы ГППИ

Генератор пачки прямоугольных импульсов строится на базе структурной схемы (рис. 1). По желанию студента и согласованию с преподавателем ГППИ можно построить на базе структурной схемы рис. 2.

6.2. Выбор усилителя

Схема усилителя (см. рис. 3) выбирается самостоятельно на усмотрение студента. Элементная база операционных усилителей выбирается из табл. 1.

Таблица 1

7

Курсовая работа по курсу «Электроника»

6.3.Выбор схемы генератора одиночных импульсов (одновибратора)

Схема генератора одиночных импульсов выбирается из табл. 2.

6.4. Выбор схемы управляемого генератора прямоугольных импульсов

Схема управляемого генератора прямоугольных импульсов выбирается из табл. 3.

Таблица 3

Примечание: Для схем 5в, 5г и 5е триггеры Шмита выбирать из ТТЛ серий 133, 155, 555, 533.

6.5.Выбор схемы генератора прямоугольных импульсов (мультивибратора)

Схема генератора прямоугольных импульсов выбирается из табл. 4.

6.5. Выбор элементной базы для цифровых блоков

Элементная база цифровых интегральных схем выбирается из табл. 5 и 6. Если цифровой блок один единственный, то он строится на ТТЛ-элементах, если таких блоков два, то один из них (на усмотрение студента) строится на элементах, изготовленных по ТТЛ-технологии, а другой – по КМДП-технологии.

Таблица 5

6.5. Параметры входных и выходных сигналов

Амплитуда входного сигнала, его полярность и уровень выходного сигнала заданы в табл. 7, а число импульсов в пачке – в табл. 8.

Таблица 7

8

Курсовая работа по курсу «Электроника»

Для всех вариантов скважность выходных импульсов равна 2, а период следования равен 100 мкс.

7. Литература

Учебники (основные)

1.Ткаченко Ф.А. Техническая электроника. – М.: Дизайн ПРО, 2002. – 368с. (УДК 621.38; Т484)

2.Электротехника и электроника. Учебник для вузов.- В 3-х кн. Кн. 3. Электрические измерения и основы электроники/ Г.П.Гаев, В.Г.Герасимов, О.М.Князьков и др.; Под ред. проф. В.Г.Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, 1998. (УДК 621.3; Э45)

3.Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов /Под ред. О.П.Глудкина. – М.: Горячая линия – Телеком, 2000. –768с.: ил. (О-60 УДК 621.396.6)

4. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для ВУЗов. / 2-ое изд. -М.: Лаборатория Базовых Знаний. 2001. -488с.

Учебники (дополнительные)

5.Микроэлектроника. Учебное пособие для ВУЗов: в 9-ти книгах. /Под ред. Л.А.Коледова. – М.: Высшая школа. 1987.

6.Гольденберг Л.М. Импульсные устройства: Учебник для ВУЗов. -М.: Радио и связь, 1981.

7.Применение интегральных схем. Пер. с англ. /Под ред. Уильмаса А. -М.: Мир, 1987.

8.Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: в 3-х т.: Т.1 Пер. с англ.- 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Мир, 1993, (часть 5.14)

9.Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982.

Справочники 10. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник. В двух частях. - М.: БИНОМ, 1993

12.Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. /Под ред. Якубовского С.В. -М.: Радио и связь. -1989.

13.Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. 2-ое изд., испр. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отд., 1989. -352с.: ил. - (Массовая радио библиотека. Вып. 1111)

14.Микросхемы для бытовой аппаратуры: Справочник/И.В.Новаченко и др.- М.:

Радио и связь, 1989. с 301...304.

15.Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 7. /А. В. Нефедов. - М.:ИП РадиоСофт, 1999г. - 640с.:ил.

9

Курсовая работа по курсу «Электроника»

16.Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги: Справочник. Перельман Б.Л.,Шевелев В.И. "НТЦ Микротех", 1998г.,376 с.

Методические пособия

17.Методические указания к курсовой работе по курсу “Электроника, микросхемотехника и САПР”. Под ред. Шмелева С.К. -М.: Изд-во МЭИ, 1996

18.Кобяк А.Т., Новикова Н.Р., Паротькин В.И., Титов А.А. Применение системы Design Lab 8.0 в курсах ТОЭ и электроники: Метод. пособие. −М.: Издательство МЭИ, 2001. −128с. (УДК 621.3 П−764)

19.Разевиг В.Д Система сквозного проектирования электронных устройств Design Lab 8.0. М.: Солон, 1999. –698с.

20.Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике: Пер. с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1990.-с. 41.

21.Уитсон Дж. 500 практических схем на ИС: Пер. с англ.-М.: Мир, 1992 (Глава 3 Генераторы, таймеры, счётчики. С.156-173)

10