4. . Проектирование на логических элементах преобразователя из кода 1 в код 2

Так как перекодировщик преобразует четырехзначный код в пятизначный, то получим пять логических функций.

F₁=х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁

F₂= х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁

F₃= х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁

F₄= х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁

F₅= х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁

После минимизации:

F₁=х₃х₂х₁+х₄х₃х₁+х₃х₂х₁+х₄х₃х₁

F₂=х₄х₃х₂+х₂х₁+ х₄х₃х₂х₁

F3= х₄х₃х₂х₁+ х₃х₂х₁+ х₄х₃х₁+ х₄х₃х₂

F4=х₄х₂х₁+ х₂х₁

F5=х₄х₃х₁+х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁+х₄х₃х₂х₁

С учетом полученных уравнений составим схему перекодировщика (рис.2-6).

Рис.2 Схема реализующая логическую функцию F1

Рис.3 Схема, реализующая логическую функцию F2

Рис.4 Cхема реализующая логическую функцию F3

Рис. 5 Cхема реализующая логическую функцию F4

Рис. 6 Cхема реализующая логическую функцию F5

5. Расчет блока питания

5.1Расчет трансформатора

В качестве исходных данных для расчета источника питания принимаем напряжение и ток нагрузки, а также значение напряжения питающей сети и его колебания

Элементная база счетчика и пере кодировщика:

Логические элементы	Количество элементов	Потребляемый ток
Элементы ТТЛ – серии К155	15
Т – тригер К555ТМ5	4	3,1 мА
Светодиод КЛ101А	9	353мА

Требуется обеспечить напряжение 4В, на нагрузке потребляющей 3,2А. Первичная сеть переменного тока питается напряжением 220 В, которое может изменяться в пределах ±15%. В схеме используем линейный стабилизатор. Из справочника для выбранного стабилизатора берем минимальное падение напряжения равное 3 В. Тогда минимальное напряжение на выходе выпрямителя с фильтром при минимальном напряжении в первичной сети:

U_{ф мin}=U_ст+U_н=3+4=7 В

при максимальном напряжении в первичной сети:

В этом случае на стабилизаторе будет напряжение:

U_ст=U_{ф мах}–U_н=9,4–4=5,4 В

При номинальном напряжении сети:

U_ф=(U_{ф мах}+U_н)/2=(9,4+4)/2=6,7 В

Падение напряжения на стабилизаторе:

U_ст=U_ф–U_н=2,7 В

В качестве выпрямителя будем использовать мостовую схему. Значит на диодах будем терять напряжение порядка 1 В. Учитывая это номинальное действующее напряжение и максимальный ток на вторичной обмотке трансформатора будут соответственно равны:

U₂=0,71*(U_ф+1 В)=0,71*(6,7+1)=10,5 В,

I₂=1,61*I_н=1,61*3,2=5,152 А, где

0,71 и 1,61– коэффициенты для мостовой схемы.

Полная мощность вторичной обмотки:

Р₂=U₂*I₂=10,5*5,152=54,096 Вт

Мощность трансформатора возьмем на 5% больше, т.е.:

Р_тр=Р₂+Р₂*0,05=54,096+54,096*0,05=56,8 Вт

Суммарное поперечное сечение пластин сердечника:

S_с.эфф.=115*√Р_тр=866,7 мм²

Истинное сечение сердечника :

S_с=S_с.эфф/k_з, где k_з=0,666

S_с=866,7/0,666=1301,35 мм²

Определяем параметр трансформатора– число витков на 1 В падения напряжения на обмотке:

w_уд=4000/S_с.эфф=3,073

Числа витков в обмотке:

–первичной W₁=U_c.эфф*w_уд=220*3,073=676,06

–вторичной W₂=1,1*U₂*w_уд=1,1*10,5*3,073=35,5

Диаметр проводов вторичной обмотки:

d₂=0,6*√I₂=1,36 мм

Диаметр проводов первичной обмотки:

d₂=0,65*√Р_тр/U_c.эфф=0,65*√53,2/220=0,22 мм

Рис. 8 Схема источника питания

В качестве фильтра для сглаживания пульсаций будем использовать конденсатор.