Типовые расчёты - тип логики КМОП (вар 8-КМОП)

Посмотреть архив целиком

ШИФР ЗАДАНИЯ




8.Гусев 2 4 + 2 4 3 2 3 5 2 2 5 4 Соловьёв А.К.



Данные:


Uвыхm = 10 В

Полярность импульса «+»

Tиmin = 50 мкс

Tиmax/Tumin = 10

tф/ Tumin = 0,03

Rн = 0.3 кОм

Сн = 1000 пф

Tmin/ Tumax = 10

Tmax/ Tmin = 3

Тип логики КМОП

, %Епит=1%

=1%

Tиmax=500 мкс

tф=1.5 мкс

Tmin=5 мс

Tmах=0.015 с


















ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу "Электронные цепи и микросхемотехника"

Спроектировать гненератор прямоугольных импульсов (ГПИ), либо генератор импульсов линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН). Спроектировать стабилизатор напряжения, обеспечивающий питание генератора импульсов. Использовать интегральные СН. Eпит при нестабильности напряжения сети +,- 20%.


Генератор прямоугольных импульсов.

Спроектировать генератор прямоугольных импульсов, обеспечивающий в нагрузке (Rн,Сн) амплитуду рабочих импульсов, регулируемую в пределах 0 - Uвых m. Длительность импульсов должна регулироваться и находиться в пределах Tи min - Tи max. Период следования импульсов регулируется и находится в пределах T min - T max. Обеспечить длительность переднего и заднего фронтов импульса не более tф. Форма напряжения рабочего импульса и его амплитуда могут быть согласованы с консультантом. Генератор (за исключением УМ) выполняется с использованием стандартных логических элементов (ЛЭ) ТТЛ, либо КМОП однотипных для всего генератора, либо таймеров (формирователей) на основе ТТЛ и ЛЭ ТТЛ (Т-ТТЛ) или таймеров (формировате-

лей) на основе КМОП и ЛЭ КМОП (Т-КМОП).


Генератор импульсов линейно-изменяющегося напряжения.

Спроектировать ГЛИН, обеспечивающий в нагрузке (Rн) амплитуду рабочих импульсов, регулируемую в пределах 0 - Uвых m. Длительность импульсов должна регулироваться и находиться в пределах Tи min - Tи max. Период следования импульсов регулируется и находится в пределах T min - T max. Обеспечить длительность фронта спада импульса не более tф. Форма напряжения рабочего импульса и его амплитуда могут быть согласованы с консультантом. Генератор (за исключением УМ) выполняется с использованием стандартных логических элементов (ЛЭ) ТТЛ, либо КМОП однотипных для всего генератора, либо таймеров (формирователей) на основе ТТЛ и ЛЭ ТТЛ (Т-ТТЛ) или

таймеров (формирователей) на основе КМОП и ЛЭ КМОП (Т-КМОП). Для ГЛИНа также допускается использование операционных усилителей (ОУ).






















СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ГЛИН









Каждое устройство выполняет следующие функции:

  • Мультивибратор (МВ) генерирует прямоугольные импульсы с регулируемым периодом следования для запуска ждущего мультивибратора

  • Дифференцирующая цепочка (ДЦ) служит для укорачивания длительности импульса, необходимого для осуществления запуска ЖМВ.

  • Ждущий мультивибратор (ЖМВ) формирует прямоугольный импульс с заданной длительностью

  • Генератор линейно изменяющегся напряжения (ГЛИН) с регулировкой максимальной амплитуды

  • Усилитель мощности формирует импульс с заданной амплитудой.























РАСЧЁТ АВТОГНЕНРАТОРА (МВ)


Автогенератор в настоящей работе будет выполнен на трёх микросхемах КМОП серии К561ЛА7.

R1

R2



C1

Генератор импульсов собран на трёх логических элементах И-НЕ с одним времязадающим конденсатором

С1. Рассчитываем значение сопротивления R1. При R2=0 ток через R1 в худшем случае не должен превышать половины тока выхода DD1.3 (ток делиться на R1 и укорачивающую цепь).


Для облегчения работы DD1.3 уменьшим этот ток ещё в 2 раза.


максимальный выходной ток микросхемы






по таблице наминалов





расчёт конденсатора C1






по таблице номиналов








по таблице номиналов









РАСЧЁТ ОДНОВИБРАТОРА (ЖМВ)


С4

R4

R5

VD1




по таблице номиналов





по таблице номиналов







по таблице номиналов








Расчет ГЛИН


Епит


R6

R7

R8

R9

VT1

VT2

VT3

C5

Для обеспечения заданной нестабильности =0.01 удобно воспользоваться генератором стабильного тока, выполненном на токовом зеркале, т.е. во время заряда ёмкости ток будет оставаться постоянным.


Расчет нестабильности пилы, ёмкости:






в предельном случае:











По таблице номиналов:



Расчёт процессов заряда ёмкости при разных длительностях Tu:


1.







2.
































Выберем, что R7=R6 при токе Iгст=3 мА


Расчёт минимального R7:


Примем



Пусть



при




Увеличив R7 до 300 кОм:




т.о. мы видим, что при Ти=Тиmin:


при




при





расчет максимального R7:


рассмотрим случай:






по таблице номиналов:



Имеем:



для



чтобы




для



чтобы



найдём R8:




по таблице номиналов:





























обеспечение длительности спада tф:





для обеспечения этого тока рассчитаем параметры транзисторного ключа. При Ег=0 транзистор находится в отсечке, идет процесс заряда ёмкости. При Ег>0 в цепи базы течёт ток Iб+ и соответственнов цепи коллектора ток Iб.








по таблице номиналов:




















РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ


А1

Rн



в качестве УМ возьмём операционный усилитель, выполненный как повторитель напряжения, т.е. Uвх=Uвых




В данном случае можно использовать ОУ К140УД6, имеющий следующие эксплуатационные данные:










































Р

С2

АСЧЁТ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЙ ЦЕПОЧКИ



VD2

Uвых

Uвх

R3

На выходе мы получаем импульс отрицательной полярности, как раз который нам нужен для запуска одновибратора.


На выходе мы получаем импульс отрицательной полярности, как раз который нам нужен для запуска одновибратора.


Выберем R3 по таблице номиналов





Возьмём Ту равный 50 мкс



Расчитаем С2





по таблице номиналов




























Приведенные расчёты являются приближенными, т. к. они не учитывают конечную длительность фронтов перепадов напряжения, изменение входных и выходных сопротивлений логических элементов при переключении и т.д. Поэтому точность не очень высока, однако вполне приемлема для большинства практических расчётов.









СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

К142ЕН12

R10

R11

C11

C10

Uвых

Uвх

для создания схемы генератора необходимо 2 стабилизатора напряжения для обеспечения питания ОУ и один стабилизатор для логических элементов.


используем стабилизатор напряжения К142ЕН12:


















Расчёт Сопротивлений:





по таблице номиналов:







по таблице номиналов:



ёмкости C10 и C11 выберем равными 10 мкФ:















ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

ТАБЛИЦА СПЕЦИФИКАЦИЙ

Обозначение

Наименование

Количество

R1

СП3 38а – 0,125 – 180 кОм 5%

1

R2

СП3 33-3-9 – 0,125 – 390 кОм 5%

1

R3

МЛТ – 0,125 – 150 кОм 5%

1

R4

С2 – 29 В – 0,5 – 43 кОм

1

R5

СП3 33-3-9 – 0,125 – 390 кОм 5%

1

R6

МЛТ – 0,125 – 1,5 кОм 5%

1

R7

МЛТ – 0,125 – 150 кОм 5%

1

R8

МЛТ – 0,125 – 1 кОм 5%

1

R9

МЛТ – 0,125 – 1,5 кОм 5%

1

R10

МЛТ – 0,125 – 820 Ом 5%

1

R11

МЛТ – 0,125 – 9,1 кОм 5%

1

С1

К 10 – 17Б – Н90 – 0,018 мкФ 5%

1

С2

К 22 – 5 – 16В – 0,47 нФ 5%

1

С4

КМ – 5 – Н – 30 – 1,6 нФ 5%

1

С5

К 10 – 17 – 2Б – Н50 – 0,15 мкФ 5%

1

С10

К 40 – 15 – 80В – 10мкФ 5%

1

С11

К 40 – 15 – 80В – 10мкФ 5%

1

VD1, VD2

КД 407

2

VT1, VT2

KT 203Б

2

VT3

КТ 315Е

1

D1 – D6

К561ЛА7

2

ОУ

К140УД6

1

СН1, СН2

К142ЕН12

2

ЛИТЕРАТУРА


  1. Шило В. Л.Линейные интегральные схемы М. "Сов. радио" 1979

  2. Гусев В. Г.Электроника М. "Энергия" 1982

  3. Аксенов А.И. Нефедова. А.В. Конденсаторы. Резисторы. «Радио и связь»

  4. Преснухин Л.Н.Воробьев Н.В. Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. Москва.ВШ.1991.

  5. Якубовский С. В.Справочник "Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы" "Радио и связь" 1990

  6. Справочник «Интегральные микросхемы» под ред. Тарабрина Б.В. "Радио и связь" 1990

  7. Мячин Ю.А. «180 аналоговых микросхем» .Москва. 1993.

  8. Конспект семинаров по курсу «Электронные цепи и микросхемотехника»

Каретникова И.А.,Москва,МЭИ,1998.

  1. Гольденберг Л.М. «Импульсные устройства» М:Радио и связь,1973

  2. Каретников И.А.,Соловьев А.К.,Чарыков Н.А. «Лабораторный практикум по курсу «теоретические основы схемотехники».Усилительные и логические устройства».Москва,Изд-во МЭИ,1992-88с.




































Московский Энергетический Институт
Технический Университет













Курсовой проект по курсу «Электронные цепи и микросхемотехника»















Выполнил студент

группы ЭЛ–15-01

Гусев Алексей




Принял Соловьёв А.К.















Москва 2004 год

2




Случайные файлы

Файл
64137.rtf
8182.rtf
166581.rtf
39376.rtf
56970.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.