
- •Техническое задание
- •Введение
- •1 Проектирование структурной схемы
- •2 Проектирование усилителя синусоидального сигнала
- •2.1 Расчёт коэффициентов усиления каскадов усилителя напряжения
- •2.2 Расчёт параметров входного каскада усилителя
- •2.3 Расчёт параметров выходного каскада усилителя
- •2.4 Расчёт параметров промежуточного каскада усилителя напряжения
- •2.5 Расчет параметров разделительного фильтра
- •3 Проектирование частотомера
- •3.1 Описание работы частотомера
- •3.2 Расчет параметров частотомера
- •4 Расчет параметров блока питания
- •Заключение
- •Список источников информации
- •Приложение а Микросхема км155ие2
- •Приложение б Микросхема к561ие10
- •Приложение в Микросхема к561ле6
3.2 Расчет параметров частотомера
Преобразователь-ограничитель
Схема преобразователя – ограничителя реализована на микросхеме К561ТЛ1 и диоде с токоограничивающим резистором. Микросхема К561ТЛ1А представляют собой четыре триггера Шмитта с входной логикой 2И-НЕ. На выходе ИС инвертирующий триггер Шмитта формирует прямоугольные импульсы при входном сигнале произвольной формы. Схема преобразователь - ограничителя приведена на рисунке 5.
Рисунок 5. – Схема преобразователя – ограничителя.
Генератор образцовой частоты
Для генератора разрабатываемого устройства взята из [9] одна из схем включения кварцевого резонатора (рисунок 11). Генератор выполнен на основе логических элементов И-НЕ микросхемы К561ЛА3.
Рисунок 6.- Генератор образцовой частоты
Параметры генератора:
R1 = R2 = 10 кОм С2-29В –0,25 – 10 кОм ± 2%;
С1 = С2 = 10 нФ К10 – 17А – М47 – 10 нФ ± 20%.
На выходе генератора формируется последовательность прямоугольных импульсов с частотой 100 кГц. Период импульсов равен 10-5 с.
Так как в техническом задании длительность фазы индикации и паузы задана в секундах, то для формирования управляющих импульсов необходимо получить частоту 1 Гц, период которой будет соответственно равен 1 с. Для этого в разрабатываемом устройстве предназначен делитель частоты.
Делитель частоты
Частота кварцевого генератора 100 кГц, ее надо будет делить в 105 раз до частоты 1 Гц. Для деленя применим микросхему КМ155ИЕ2.
Микросхема КМ155ИЕ2 - счётчик, который может работать как двоичный, так и как десятичный. Счетчик имеет пять двоичных выходов (выводы 10...14) и один десятичный (15). По входам S1 - S4 (выводы 4...7) можно записать в счетчик предварительные данные. По входу R счетчику КМ155ИЕ2 дается асинхронный сброс. На вывод 3 подается сигнал тактовой частоты С(f). По входу 2/10 осуществляется переключение счета. Если на входе 2/10 — высокий уровень, счетчик работает как двоичный; при низком (нулевом) потенциале — как десятичный и на выводе 15 появляются импульсы с частотой f/10. Цоколевка микросхемы и ее основные параметры приведены в приложении. Вход ЕС – вход разрешения счета.
Таким образом, схема деления имеет вид, приведенный на рисунке 7.
Рисунок 7.- Делитель частоты
На выходе последовательной схемы деления, построенной на счётчиках, получается последовательность прямоугольных импульсов с частотой 1 Гц.
Рис.8.Схема формирования импульса счета
5=4+1=
-
Q0
Q1
Q2
Q3
Q0*Q1
Q0+Q1+Q2+Q3
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
2
0
1
0
0
0
1
0
3
1
1
0
0
1
1
0
Рисунок 9.- Схема формирования импульса цикла измерения
Рисунок
10.- Диаграммы импульса счета
На входе электронного ключа
Время счета t=1c
На входе индикаторов
Время индикации t=2c
Блок индикации результатов измерения
Для схемы индикации в каждом разряде используются микросхемы К561ИЕ10 с ограничением счета до 10 с помощью микросхем К561ЛА7. Для дешифрации кода с выхода счетчиков применяется К176ИД2 с выходом на семисегментный индикатор ЗЛС324А1.
Разрядность блока индикации равна 5, так как верхняя частота диапазона по техническому заданию равна 17000 Гц.
Сброс счетчиков блока индикации будет осуществляться кратковременным импульсом, формируемым с помощью RC-цепочки и подаваемым через инвертор на вход R счетчиков. Постоянная времени RC-цепочки t должна быть меньше периода верхней частоты, т.е должно выполняться соотношение t<< 1/Fверх.
Пусть R = 1 кОм, а С найдем
из соотношения t=RC.
Возьмем t=1/10*Fверх=
1/10*12000Гц =6*10
с .
С = t/R = 6*10 - 5 с/1*103 Ом = 6*10 -8 Ф = 60 нФ
По номинальным рядам выбираем R36 (ряд Е96) равным 1кОм С2-29В-0,25-1кОм±1%, С5 (ряд Е24) К10-17А-М47-60 нФ±10%