Генератор управляющих импульсов

Разработка генератора прямоугольных импульсов, длительностью 5 мкc, сдвинутых на заданное время относительно перехода через 0 сетевого синусоидального напряжения 220В. Расчет источника тока, управляемого напряжением, выбор резисторов и конденсаторов.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 08.06.2012
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Генератор управляющих импульсов

Содержание

Введение

1 Техническое задание

2 Функциональная схема устройства

3 Описание работы функциональной схемы

3.1 Генератор пилообразного напряжения

3.2 Источник внешнего управляющего напряжения

3.3 Компаратор

3.4 Выходной блок

4 Принципиальная схема устройства

5 Описание принципиальной схемы устройства

5.1 Расчёт источника тока, управляемого напряжением

5.2 Ключи

5.3 Триггер

5.4 Инверторы

5.5 Компараторы

5.6 Элементы или в одновибраторе

5.7 Выбор резисторов и конденсаторов

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

генератор импульс ток напряжение

1. Импульсная техника, как самостоятельная отрасль знаний, была вызвана к жизни бурным развитием радиотехники, разработкой импульсных методов исследований, широким внедрением в производстве автоматизации. Трудно указать область техники, где не использовались бы импульсные процессы. Они играют существенную роль в современном телевидении, многоканальной радиосвязи, в радиолокации и радионавигации. Ученые, используя импульсные методы исследования, проникают в тайны материи, математические машины, действие которых основано на использовании импульсных процессов, могут производить миллионы вычислений в секунду.

2. Важной задачей импульсной техники является генерация импульсов - прямоугольных, треугольных, трапецеидальных, с экспоненциальными фронтом и срезом и т.д.

3. В курсовом проекте будет разработан генератор управляющих прямоугольных импульсов.

1 Техническое задание

Разработать генератор прямоугольных импульсов, длительностью 5 мкc, которые сдвинуты на заданное время относительно перехода через 0 сетевого синусоидального напряжения 220В, 50Гц. Задержка импульса t1 и t2 меняется от 0 до 10 мc при изменении внешнего управляющего напряжение от 0 до 10В. Импульсы для положительной и отрицательной полуволн синусоидального напряжения формируются раздельно. Амплитуда выходного напряжения 10 В на нагрузке 100 Ом. Гальваническая развязка не предусмотрена.

Рис.1.1. Прямоугольные импульсы

2 Функциональная схема устройства

Рис.2.1. Функциональная схема устройства

3 Описание работы функциональной схемы

3.1 Генератор пилообразного напряжения

Генератор пилообразного напряжения основан на системе заряд-разряд конденсатора. Вначале конденсатор разряжен, напряжение на нем равно 0В. Поэтому срабатывает компаратор, который посылает сигнал на S вход RS-триггера. При приходе сигнала, RS-триггер переключится, и на его прямом выходе установится высокий уровень сигнала, который замкнет конденсатор на источник тока, а на инверсном выходе установится низкий уровень сигнала, который разомкнет конденсатор и землю.

При достижении напряжения на конденсаторе 0,43В компаратор Х40 выключится, а RS-триггер перейдет в режим хранения, т.е. ключ S5 будет замкнут, а ключ S4разомкнут.

Конденсатор будет заряжается до напряжения 10В заданный промежуток времени (10мс). При достижении 10В срабатывает компаратор X39, посылая на R вход RS-триггера сигнал. При приходе сигнала, RS-триггер переключится, и на его прямом выходе установится низкий уровень сигнала, который разомкнет конденсатор и источник тока, а на инверсном выходе установится высокий уровень сигнала, который замкнет конденсатор на землю.

Конденсатор начнет разряжаться. Как только напряжение на конденсаторе станет ниже 10В, компаратор X39 выключится, а RS-триггер перейдет в режим хранения. При достижении напряжения на конденсаторе ниже 0,01В, сработает компаратор X40 который пошлет сигнал на RS-триггер, и процесс заряда-разряда повторится (рис.3.1.1).

Рис.3.1.1. График работы генератора пилообразного напряжения

3.2 Источник внешнего управляющего напряжения.

Согласно условию технического задания ,задержка импульса должна меняться при изменении напряжения от 0В до 10В. Для выполнения этого условия, на входе схемы нужно поставить изменяемый источник напряжения.

3.3 Компаратор Х46

На входы компаратора Х46 подаются сигналы с генератора пилообразного напряжения и ограничителя. В начальный момент времени уровень напряжения на ограничителе выше, чем на генераторе, поэтому компаратор Х46 включается и на его выходе устанавливается сигнал высокого уровня. Как только напряжение на генераторе превысит напряжение на ограничителе, компаратор выключится, и на его выходе установится низкий уровень сигнала.

Рис.3.3.1. Напряжение на компараторе

3.4 Выходной блок

Сигналы с компараторов Х46 и Х31 поступают на одновибраторы, выполненные на логических элементах ИЛИ. Длительность выходного импульса соответственно задается конденсаторами С5,С6 и резисторами R5,R6,R10,R11. Так как сигналы с логических элементов имеют заданную длительность, то с нагрузочного резистора будет сниматься напряжение необходимой длительности и амплитуды.

Рис.3.6.1. Напряжение на выходе

4 Принципиальная схема устройства

Рис.4.1. Принципиальная схема устройства

5 Описание принципиальной схемы устройства

5.1 Расчёт источника тока, управляемого напряжением.

Операционный усилитель DA9:

Таблица 1.1

Название

Ku

Скорость нарастания, В·с

Iвых, мА

Входное сопротивление, МОм

Рассеиваемая мощность, мВт

Uпит, В

Траб, 0С

Фирма-изготовитель

LM6161

50000

50·106

65

300

500

±15

-25…85

NS

Основные расчётные соотношения [3]:

R13=R14=R16=R18 (4.8)

5.2 Ключи

В качестве ключей возьмем счетверенную микросхему МАХ4602 Таблица 1.2

Название

Рассеиваемая мощность, мВт

Uпит, В

Время включения/выключения, нс

MAX4602

762

±(4.5…15)

160/190

5.3 Триггер

RS-триггер выполняется на базе D-триггера К155ТМ2.

Таблица 1.3

Название

Uпит, В

Iвх0/1, мА

U0/1, В

Потребляемая мощность, мВт

Тз вкл/выкл, нс

Ток потребления, мА

К155ТМ2

5

1,6/0,04

0,4/2,4

78,75

40/25

30

5.4 Инверторы

Так как входы триггера - инверсные, то необходимы инверторы DD2.

Рис. 5.1 Инвертор.

Таблица 1.4

Название

Uпит, В

Iвх0/1, мА

U0/1, В

Потребляемая мощность, мВт

Тз вкл/выкл, нс

Ток потребления, мА

К155ЛН3

5

1,6/0,04

0,4/2,4

19,7

15/22

33

5.5 Компараторы

Возьмем микросхему МАХ 9012

- два компаратора. На выходе компаратора будет высокое напряжение, если на его неинвертирующем выходе напряжение выше, чем на инвертирующем.

5.6 Элементы или в одновибраторе

Схему одновибратора можно собрать на основе логического элемента 2ИЛИ и времязадающей дифференцирующей RC-цепи. Блок одновибратора будет выглядеть следующим образом: Сигнал приходящий с компаратора имеет отклик в момент формирования вершины треугольного сигнала, а поэтому отклик в виде синхроимпульса будет происходить в момент ровно на вершине сигнала, которые снимаем с конденсатора. Логический вентиль 2ИЛИ используется в виде устройства обработки уровней логической «1» и «0», второй элемент 2ИЛИ реализует функцию компаратора, путём сравнения двух сигналов и выделения синхроимпульса. RC-цепь задаёт длительность импульса, поскольку по заданию необходимо реализовать длительность 5 мкс, логично моделировать при величине R=1 кОм и C3= 5нФ.

В качестве элементов ИЛИ возьмем микросхему К155ЛЛ2.

Рис.5.2 Элемент 2ИЛИ

2 логических элемента 2ИЛИ с мощными открытыми коллекторами

Корпус: 2101.8-1 (DIP8)

Импортный аналог: SN75453

5.7 Выбор резисторов и конденсаторов.

Резисторы и конденсаторы выбираем из стандартных рядов типономиналов.

R1- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 3 кОм

R2,R18- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 10 Ом

R3,R4,R5,R13,R14,R16,R17,R10- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 1 кОм

R6,R11- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 (перемычка) 0 Ом

R7,R11- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 100 Ом

R8- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 9.1 кОм

R9- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 6.2 кОм

R15- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 150 Ом

R19- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 10 кОм

R20- ЧИП РЕЗ 0.125Вт 0805 5% 5.1 кОм

C0,C6,C4,C5- С0805-0,01 мкФ-25В ± 20%

C3- Конденсатор 100 нФ 2000 В 10%, Y5P

C1,C2- 0805-5нФ-25В ± 20%

Заключение

В курсовом проекте разработан генератор управляющих импульсов. Была произведена разработка функциональной и принципиальной электрической схем, а также подбор и расчёт компонентов устройства. Кроме того, изучен принцип работы составных частей разработанного устройства:,ключей, источников тока, компараторов, усилителя, RS-триггера. Предусмотрено регулирование длительности импульсов при изменении внешнего управляющего напряжения. Таким образом, разработанное устройство полностью удовлетворяет требованиям технического задания.

Список литературы

1. Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Т.10. - М.: КУбК-а, 1997.

2. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир 1982.

3. Амелин С.А. Электронные цепи. Смоленск, 2010.

4. Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Т.5. - М.: КУбК-а, 1997.

Приложение 1

Результат моделирования в MicroCap9

Рис.1. Графики напряжений

Рис.2. Сигнал на выходе схемы при Uупр=1В

Рис.3. Сигнал на выходе схемы при Uупр=9В

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Преобразование энергии источника постоянного тока в энергию электрических колебаний при помощи релаксационных генераторов. Устройство автоколебательного мультивибратора на дискретных компонентах. Выбор структурной схемы генератора прямоугольных импульсов.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.06.2011

  • Принципиальная схема генератора пачек импульсов и перечень его элементов, разработка алгоритма и программы функционирования. Обзор архитектуры AT90S2313 и система его команд. Моделирование работы генератора пачек импульсов с помощью Visual Micro Lab.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.06.2011

  • Изучение схемотехники и функционирования биквадратурного генератора прямоугольных импульсов. Вычисление значения частот на выходах микросхемы. Определение назначения резисторов. Применение генератора при создании синхронных фильтров частотных сигналов.

    лабораторная работа [310,0 K], добавлен 18.06.2015

  • Генератор импульсов треугольной формы. Расчет и выбор элементов параметрического стабилитрона. Повторитель напряжения. Схема, внешний вид и характеристики микросхемы К140УД20. Структурная схема источника питания. Напряжение на обмотке трансформатора.

    дипломная работа [296,1 K], добавлен 15.05.2013

  • Построение генератора прямоугольных импульсов с видом характеристики типа "меандр". Амплитуда сигнала стандартная для транзисторно-транзисторной логики. Функциональная схема устройства: описание ее работы, выбор элементов и расчет их параметров.

    курсовая работа [72,8 K], добавлен 12.07.2009

  • Сенсорное выключение паяльника при работе с КМОП-микросхемами. Цифровой термостабилизатор воды в сосуде. Детектор скрытой проводки. Генератор прямоугольных импульсов. Принципиальная схема генератора управляющих импульсов.

    статья [379,8 K], добавлен 12.03.2007

  • Однофазная однополупериодная схема. Расчет и выбор тиристоров, сглаживающего дросселя, активного сопротивления трансформатора. Расчет элементов генератора периодического напряжения. Расчет элементов усилителя-формирователя импульсов управления.

    курсовая работа [859,0 K], добавлен 14.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.