Содержание

1.

Введение 2

Постановка задачи 3

Расчет разрядности счетчика 3

Расчет частоты генератора тактовых импульсов 4

Разработка функциональной схемы преобразователя код-частота 5

Разработка принципиальной схемы преобразователя код-частота 6

Выбор счетчика 6

Выбор генератора тактовых импульсов 9

Выбор выходного усилителя 11

Введение

Электроника является универсальным и исключительно эффективным средством при решении самых различных проблем в области сбора и преобразования информации, автоматического и автоматизированного управления, выработки и преобразования энергии. Знания в области электроники становятся необходимыми все более широкому кругу специалистов.

Сфера применения электроники постоянно расширяется. Практически каждая достаточно сложная техническая система оснащена электронными устройствами. Трудно назвать технологический процесс, управление которым осуществлялось бы без использования электроники. Функции устройств электроники становятся все более разнообразными. Роль электроники в настоящее время существенно возрастает с связи с применением микропроцессорной техники для обработки информационных сигналов и силовых полупроводниковых приборов для преобразования электрической энергии.

Электроника имеет короткую, но богатую событиями историю, которая составляет чуть более 100 лет. Путь, пройденный от вакуумных приборов до сверхбольшой однокристальной микросхемы содержащей десятки миллионов транзисторов.

Постановка задачи

В данной курсовой работе необходимо спроектировать преобразователь код-частота. Принцип построения преобразователя заключается в использовании двоичного счетчика как делителя частоты.

Расчет разрядности счетчика

Преобразователь кода в частоту обеспечивает преобразование:

,

где f– частота выходного сигнала,

f– шаг частоты,

N – входной цифровой код,

 - погрешность преобразования.

Погрешность преобразования связана с дискретным характером преобразования.

Преобразователь кода в частоту имеет следующие точностные параметры:

1. Количество разрядов входного двоичного кода n. Оно определяет максимальное значение входного кода(если минимальное значение кодаравно 0) и количество частот выходного сигнала, равное;

2. Шаг частот выходного сигнала, определяющий разрешающую способность преобразователя по частоте:

где – максимальное значение выходного сигнала;

– минимальное значение выходного сигнала.

Погрешность преобразования, связанную с дискретным характером преобразования, можно определить следующим образом:

Определим разрядность счетчика:

Поскольку , то:

Необходимо получить целое n, поэтому:

Расчет частоты генератора тактовых импульсов

Найдем зависимость частоты от входного кода.

где ,, …,,.

Если n=11, то максимальный код равен 2047. Поскольку максимальная выходная частота известна (f_max=1000 Гц), то найдем F:

Выбираем частоту тактового генератора Гц, поскольку

Разработка функциональной схемы преобразователя код-частота

Функциональная схема преобразователя код-частота представлена на рис. 1.

1. Функциональная схема преобразователя код-частота.

Преобразователь кода в частоту содержит двоичный счетчик CT, на вход которого подаются тактовые импульсы с генератора G, следующие с опорной частотой F. К инверсному выходу каждого триггера счетчика подключена ячейка И, сигнал на выходе которой равен единице только тогда, когда данный триггер находится в состоянии нуля, а все предыдущие – в состоянии единицы. На выходах ячеек И присутствуют импульсы, частота следования которых определяется частотой переключения триггеров счетчика:f10=F/2, f9=f10/2=F/4, f0=f1/2=F/2048. Импульсы на выходах этих ячеек не совпадают между собой по времени. Выбор комбинации частот по заданному коду А={a10,a9, …,a0} осуществляется ячейками И, ИЛИ. Если А=а102¹⁰+а92⁹+…+а02⁰, то зависимость между кодом А и выходной частотой преобразователя будет следующей:

Таким образом, происходит преобразование двоичного кода А в выходную частоту, пропорциональную числу, представленному этим двоичным кодом.

Следует отметить, что импульсы на выходе рассмотренного преобразователя кода в частоту следуют в общем случае неравномерно и приведенные соотношения для выходной частоты верны лишь в среднем.

По условию входной код имеет двоичный формат, поэтому его можно использовать без преобразования.