5 РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ (СИНТЕЗ) ЭЗ

Для формирования импульсов с заданными параметрами по структурной схеме рисунок – 3.1.

Для реализации условий необходимо взять ЦАП 8 – ми разрядный для уменьшения разброса по амплитуде.

Тогда частота импульсов генерируемых ГТИ будет определяться как

F = 256/210^-6=128 МГц (5.1)

Для получения нужной сетки частот, из тактовых импульсов, ДПКД должен реализовывать коэффициенты деления от 5 до 100.

Рассмотрим более подробно каждый из блоков ЭЗ.

5.1 Расчет ГТИ

Р еализуем ГТИ по схеме ждущего мультивибратора, смотри рисунок - 5.1. В качестве логических элементов нами выбрана микросхема 564 серии ЛА7, (четыре логических элемента «2И – НЕ»).

Рисунок – 5.1 Ждущий мультивибратор

Рассмотрим принцип работы схемы изображенной на рисунке – 5.1.

Условием работоспособности этой схемы является выражение (5.2).

Uвх(0) < Uпор (5.2)

Где Uпор – порог срабатывания микросхемы.

Так же, исходя из этого условия, выбирается значение сопротивления R.

В начальный момент времени, на входе микросхемы DD1.1 имеем напряжение низкого уровня, тогда на выходе этой микросхемы имеем еденицу и соответственно на одном из входов микросхемы DD1.2. На второй вход микросхемы DD1.2 подается запускающее напряжение смотри рисунок – 5.2. На выходе микросхемы DD1.2 будем името 0. При поступлении запускающего импульса (Uзап = 0) значение напряжения Uвых2 изменится на противоположное. Конденсатор не успевает зарядиться за столь короткий промежуток времени, и напряжение на резисторе R возрастает скачком, смотри временные диаграммы на рисунке –5.2. На выходе микросхемы DD1.1 станет ноль и значение Uзап уже не будет оказывать влияние на работу схемы до завершения переходных процессов, т.е. на выходе DD1.2 будет единица. Конденсатор С начнет заряжаться, а потенциал на резисторе R падать, это будет продолжаться до тех пор пока значение Uвх не станет равным Uпор. В момент равенства этих величин схема переключится. Конденсатор С начнет разряжаться через резистор R. По завершению переходного процесса схеме будет находиться в ожидании следующего запускающего импульса.

Рисунок – 5.2 Диаграммы работы ГТИ

Для увеличения стабильности частоты генерируемых импульсов в схеме вместо конденсатора включен резонатор пьезоэлектрический вакуумный. Он должен быть изготовлен для формирования импульсов с частотой 128 МГц. При использовании кварца величина сопротивления R выдирается из следующих пределов.

5.2 Расчет ДПКД

Р еализуем ДПКД на счетчиках с переменным коэффициентом пересчета см рисунок – 5.3.

Рисунок – 5.3 Счетчик с программируемым коэффициентом деления

В качестве счетчиков нами была выбрана микросхема серии КР1554ИЕ6.

Микросхема КР1554ИЕ6 – четырехразрядный реверсивный двоичный счетчик с предварительной записью. Триггеры счетчиков переключаются одновременно по фронту одного тактового импульса. Тактовые входы счета на уменьшение CD и счета на увеличение CU – раздельные, прямые динамические. Направление счета определяется тем, на какой из тактовых входов подается положительный перепад, при этом, на другой тактовый вход необходимо подать высокий уровень напряжения. Установка счетчика в нулевое состояние осуществляется подачей высокого уровня напряжения на вход R установки в состояние «логический 0». Вход разрешения параллельной загрузки РЕ – инверсный статический. С выходов CRU и CRD тактовые сигналы прямого и обратного переноса подаются на последующий и предыдущий четырехзначный счетчик.

Н а вход ДПКД поступает тактовый сигнал с частотой 128 МГц, а также на входы D0, D1, D2, D3 счетчиков поступает двоичный код, соответствующий нужному коэффициенту деления. Подача кода на входы данных может осуществляться при помощи переключателей см. рисунок – 5.4.

Рисунок – 5.4 Схема переключения кода деления

С переключателей на входы данных счетчиков подаются напряжения, высокого или низкого уровня которые и задают код деления.

В результате деления на выходе ДПКД будем иметь импульсы с периодом, определяемым выражением (5.3).

T2 = MT1 (5.3)

Где Т1 – период повторения входных импульсов;

М – коэффициент деления.

Коэффициент деления определяется выражением (5.4), путем выбора значений a, b, c, d, e, f, g, h которые могут принимать значения 0 и 1.

М = a + 2b + 4c + 8d + 10(e + 2f + 4g + 8h) (5.4)

Схемы работают следующим образом: когда триггеры счетчиков находятся в нулевом состоянии, и поступает импульс с генератора, происходит установка исходного состояния по входам D. После этого исходное состояние с каждым импульсом уменьшается на единицу. Через (М-1) входной импульс счетчик снова примет нулевое состояние, а М-ый импульс произведет установку исходного состояния.

Таким образом, данная схеме позволяет реализовать импульсы необходимой длительности и дискретности.