3. Конструкторский анализ электрической принципиальной схемы эс

Устройство содержит управляемый мультивибратор (DD3.2, DD3.3, DD4.1), счетчик (DD2), элемент совпа­дения (DD3.1) и узел блокировки (DD1, DD4.2, VD13) (здесь и далее см. Приложение А).

Число импульсов в посылке опреде­ляется введенным в счетчик (с помощью шифратора в двоичном коде) числом, дополняющим его до 10. Чтобы полу­чить серию из десяти им пульсов, в счет­чик вводят число 10 (о том, как форми­руются посылки импульсов в этом слу­чае, будет рассказано далее). Послед­ний импульс посылки переводит счетчик в нулевое состояние (0000), и на выходе элемента совпадения появляется напря­жение, запрещающее работу мульти­вибратора. Сигналы двоичного кода соответствующие задаваемому числу импульсов, можно получить с помощью диодного шифратора, схема которого показана на рис. 1.

Рис. 1 – Диодный шифратор.

В момент включения питания возни­кающий на резисторе R6 при зарядке конденсатора С2 положи­тельный импульс устанавливает счетчик DD2 в нулевое состояние (0000). Одно­временно на выходе элемента совпаде­ния DD3.1 появляется высокий логиче­ский уровень, запрещающий включение мультивибратора и разрешающий параллельную запись сигналов двоичного кода в счетчик (по входам 51, S2, S4, S8) через элементы микросхемы DD1 узла блокировки. При поступлении этих сигналов (нажата одна из кнопок SB1—SB 10) счетчик устанавливается в соответствующее состояние. На выхо­де элемента DD3.1 появляется низкий уровень, создающий условия для запус­ка мультивибратора, а на выходе инвер­тора DD4.2 — высокий уровень, кото­рый быстро заряжает конденсатор С1 через диод VD13 и запрещает запись сигналов через микросхему DD1.

Мультивибратор генерирует импуль­сы с частотой повторения, определяемой цепью R7C3. Они поступают на вход счетчика DD2 и переключают его. Так как вход А2/10 соединен с общим про­водом, счетчик К176ИЕ2 работает как декада, в кото­рой после состояния 9 (1001) первый и четвертый триггеры (и, следовательно, весь счетчик) устанавливаются в нуле­вое состояние. При этом на выходе элемента DD3.1 вновь возникает высо­кий логический уровень, мультивибра­тор выключается, и конденсатор С1 раз­ряжается через резистор R5 и элемент DD4.2. Через некоторое время, опреде­ляемое цепью R5CI, напряжение на входах элементов микросхемы DD1 по­нижается до уровня 0 и становится воз­можной следующая запись сигналов двоичного кода в счетчик. Иначе говоря, эта цепь создает паузы между сериями импульсов; не будь ее, мультивибратор работал бы непрерывно все время, пока нажата кнопка шифратора.

Налаживание формирователя сво­дится лишь к установке (подбором резистора R7) желаемой частоты повто­рения импульсов.

Вывод: устройство не критично к помехам по цепям питания; не содержит цепей требующих особой защиты от помех; к размещению ЭРЭ и ИС особых требований не предъявляется.

Поиск аналогов:

Разрабатываемое устройство формирователя импульсов не является уникальным, а является улучшенным вариантом разработанных ранее изде­лий. Был произведен поиск аналогов и прототипов, основные технические и эксплуатационные характеристики ко­торых приведены в таблице 1.

Таблица 1 Сравнительные характеристики аналогов

Показатели	Число ИС	Ток потребления, мА	Цена, руб	Габаритные размеры, мм	Помехоустойчивость	Масса, кг
Разрабатываемое устройство	3	Не более 30	45	110 х 90 х 20	высокая	0,1
Формирователь импульсов УФИ-2К	—	100	550	200 х 150 х 50	высокая	0,2
Умножитель частоты	—	40	104	70 х 50 х 20	средняя	0,2

Вывод: как видно из таблицы, разрабатываемое устройство не уступает аналогам по показателям, и даже превосходит по некоторым из них. Например, наименьшие габаритные размеры и ток потребления, высокую помехоустойчивость. Также разрабатываемое устройство отвечает современным требованиям к стоимости. Разрабатываемое устройство будет состоять из стандартных ИС и ЭРЭ; конструкцию необходимо выполнить в виде ТЭЗа; меры защиты от внешних воздействий стандартные; в качестве материала печатной платы необходимо выбрать стеклотекстолит.