4.5. Завдання 2. Автоматичний пристрій 2

Структурна схема автоматичного пристрою 2 показана на рис.4.8. До структурної схеми входять такі функціональні блоки:

1 – загальмований мультивібратор (ЗМ);

2,3 – JK-тригери, які складають дворозрядний сумуючий лічильник;

4 – RS-тригер;

5 – електронний ключ на біполярному транзисторі;

6 – схема спряження ключа зі схемою включення стабілізатора постійної напруги;

7 – двійковий сумуючий лічильник, за допомогою якого необхідно підрахувати задану кількість імпульсів;

8,9 – комбінаційні схеми, через які зміст двійкового лічильника передається на комбінаційну схему КС4 або на схему КС5;

10,11 – комбінаційні схеми, котрі визначають, яку кількість імпульсів повинен підрахувати двіковий лічильник;

12 – комбінаційна схема, яка виробляє сигнал збросу RS-тригера 4;

13 – комбінаційна схема, яка виробляє сигнал збросу “R” тригерів 2-3;

14 – комбінаційна схема КС6, яка керує передачею змісту лічильника на вихідну шину даних BD;

15 – автоколивальний мультивібратор АМ;

16 – стабілізатор постійної напруги, який подає напругу живлення мультивібратора;

17 – блок живлення автоматичного пристрою.

Автоматичний пристрій 2 повинен під керуванням зовнішнього запускаючого сигналу сгенерувати послідовність прямокутних імпульсів із заданими параметрами. Кількість імпульсів в серії залежить від того парний чи непарний за рахунком запускаючий імпульс. Результат роботи пристрою може бути виведений на схему індикації або на будь-який виконуючий пристрій через шину данних ВD.

Пристрій працює таким чином. При включенні автоматичного пристрою блок живлення 15 подає напругу живлення на всі функціональні вузли схеми, окрім автоколивального мульти­вібратора. При цьому тригери 2-3-4 сигналом включення пристрою встановлюються в нульове положення. Вхідний запускаючий імпульс з вільною тривалістю й амплітудою (не меньш 2,4В) запускає загальмований мультивібратор 1, який своїм вихідним імпульсом із заданою тривалістю й амплітудою перемикає JK-тригер (блок 2) і RS-тригер (блок 4) в одиничне положення. Крім того, запускаючий імпульс повинен встановити усі тригери двійкового лічильника 7 в нульове початкове положення. Як тільки RS-тригер перемикнеться в одиничне положення, його вихідний сигнал Q=1 вмикає ключ, на виході якого знімається напруга U_К=0В. Ця напруга через схему спряження 6 подається на вхід стабілізатора напруги 9 і вмикає його. Вихідна напруга стабілізатора U_СТ=5В подається на мультивібратор, і він починає генерувати прямокутні імпульси, які підраховуються двійковим сумуючим лічильником 7. Так як на JK-тригерах зберігається двійковий код 01, то комбінаційна схема КС2 буде передавати двійковий n-розрядний код на вхід КС4. При цьому КС3 не пропускає цей код лічильника на КС5. Як тільки зміст лічильника стане рівним числу К1, вказаному в завданні, комбінаційна схема КС4 виробляє одиничний сигнал керування, який через схему “АБО” (блок 12) переводить RS-тригер в нульове положення і ключ (блок 5) вимикається, на виході електронного ключа напруга U_К стає рівною напрузі живлення ключа Е_К (яка задана). Схема спряження 6 ділить цю напругу до +2В і подає на вивід 9 вимкнення стабілізатора 16. Напруга живлення мультивібратора вимикається, і він перестає генерувати прямокутні імпульси. Лічильник фіксується в такому стані до приходу наступного запускаючого імпульсу. Наступний запускаючий імпульс переводить JK-тригери в положення 10, RS-тригер в положення 1, гасить лічильник в нульове положення. Електронний ключ вмикається, вмикається стабілізатор живлення мультивібратора 16, на вхід лічильника знов поступають імпульси, а його стан аналізується тепер комбінаційною схемою КС5. Як тільки кількість імпульсів стає рівною числу К2 (встановленному в завданні) КС5 виробляє одиничний керуючий сигнал, який через КС8 переводить RS-тригер в нульове полження і через КС7 (схему “і-нЕ”) переводить JK-тригери 2,3 в нульове положення. Зміст лічильника через КС6 знову передається на вихідну шину даних BD і пристрій знов очикує наступного запускаючого імпульсу. Ці циклічні процеси будуть повторюватися до тих пір, поки не вимкнемо блок живлення 17.

У табл.. 4.4 наведені варіанти завдань на курсову роботу 2. Для тих вузлів структурної схеми, для яких не задані необхідні дані в таблиці, необхідно вибрати й описати принципові схеми без розрахунків. Усі параметри, які необхідні для розрахунку того чи іншого пристрою і не задані в табл. 4.4, повинні бути обгрунтовані та вибрані студентами самостійно.

В табл. 4.4 використані такі позначення:

t_UI – тривалість вихідних імпульсів автоколивального мультивібратора;

U_ПФ – напруга переднього фронту вихідних імпульсів мультивібратора;

U_ЗФ – напруга заднього фронту вихідних імпульсів мультивібратора;

T – період повторення вихідних імпульсів мультивібратора;

t_U2 – тривалість вихідного імпульсу загальмованого мультивібратора;

K – коефіцієнт переліку двійкового лічильника К=2ⁿ , де n – кількість розрядів в лічильнику;

U_В.С. – вихідна напруга стабілізатора;

I_Н.С. – струм навантаження стабілізатора;

δ_U – коефіцієнт нестабільності за напругою стабілізатора;

t_ИК – тривалість вихідного імпульсу ключа;

U₂ – амплітуда вихідного імпульсу;

E₀ – напруга базового зміщення;

t⁰_MAX – максимальна температура навколишнього середовища;

t_ф – фронт вихідних імпульсів;

C_Н – ємкість нагрузки ключа.

Методичні вказівки по виконанню завдання 2 такі ж, як для завдання 1.

Література: [8] або [9] або [10] або [16], [14], [15], [12].