Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Задание №20
на курсовой проект
по курсу «Основы цифровой электроники»
студенту группы 123 Ольхову Сергею
Устройство измерения длительность периода.
|
T,мкс |
DT,мкс |
tи,мкс |
Uвых,В |
DUвых,В |
Rн,кОм |
|
10-1000 |
0 |
-100 |
,1 |
Содержание
Задание
3.1 Описание К155ИЕ2_____________________________________
3.2 Описание 155ЛА3_____________________________________
3.3 Описание 155ЛИ1______________________________________
.4 Описание 533ИР23_____________________________________
.5 Описание К555ИД18____________________________________
3.6 Описание К155ИЕ6_____________________________________
3.7 Описание кварцевого генератора_________________________
4.Описание работы устройства________________________________
Список литературы________________________________________
Спецификация____________________________________________
Приложение______________________________________________
1.Введение
Возможное рабочее описание термина «измерение», согласующееся с нашей интуицией, звучит так: «измерение - это получение информации». Одним из наиболее существенных аспектов измерения является сбор информации; измерения производится для того, чтобы, что-то узнать об объекте измерения, то есть об измеряемой величине. Это означает, что результат измерения должен описывать то состояние или то явление в окружающем нас мире, который мы измеряем. Второй аспект измерения состоит в том, что оно должно быть избирательным. Оно может снабдить нас сведениями только о том, что мы хотим изменить. Третий является то факт что измерение должно быть объективным. Любой наблюдатель должен извлекать из измерения одну и ту же информацию и приходить к одним и тем же выводам. Измерительная техника как раз и занимается созданием таких приборов, называемые измерительными системами.
2.Обзор существующих устройств
Чаще всего для измерения частоты и периода используется метод счета, применяемый в частотомерах и измерителях периода. Строго говоря, это название неправильно, поскольку считать можно только числа, а не величины, имеющие физическую размерность, такие как частота и временной интервал. В частотомере подсчитывается число колебаний измеряемого сигнала, попадающие в один период опорного сигнала точно заданной частоты. В измерителях периода процедура обратно описанной, то есть подсчитывается число периодов опорного сигнала, попадающих в один период измеряемого сигнала. Следовательно, с помощью одного и того же счетчика можно выполнять оба измерения, меняя местами два сигнала. Большая популярность этого метода измерения, в основном, связана со стремительным развитием быстрых цифровых схем и наличием сверх стабильных и точных кварцевых управляемых генераторов.
Частотомер с помощью сравнивающего устройства преобразует входной сигнал в сигнал прямоугольной формы той же самой частоты (рис 1).[4]
Пока вентиль открыт (пропускает в сигнал), десятичный счетчик считает периоды входного сигнала . После того как вентиль закроется, результат счета индицируется алфавитно –цифровым дисплеем. Длинна временного интервала, в течении которого вентиль открыт (время счета), определяется частотой опорного генератора. Эта частота делится перестраиваемым делителем частоты с коэффициентом деления кратным 10 (декадным счетчиком). Время счета при этом устанавливается при этом одного периода колебаний, полученного делением частоты опорного колебания. Следовательно, частоту сигнала, управляющего вентилем следует еще раз поделить на 2 на пути от выхода декадного счетчика до вентиля, учитывая, что вентиль открыт при низком управляющем напряжением и закрыт при высоком. Тогда время счета равно , где n –установленное число разрядов декардого счетчика который делит на . таким образом, число подсчитанных периодов входного сигнала в конце времени счета равно:
Где - частота входного сигнала. Видно, что метод счета используется, чтобы найти отношение; мы определяем величину но отношению к . Поэтому опорная частота должна быть заданна точно.
Опорный сигнал генерируется кварцевым генератором. Хороший срез кристалла кварца можно использовать как механический резонатор с очень высокой добротностью . Пьезоэлектрический кристалл применяется для стабилизации частоты генерируемых колебаний. Часто всю схему генератора помещают в термостат с целью поддержания постоянной температуры, даже в то время, когда генератор не используется.
Максимальная частота которую можно измерить таким способом определяется быстродействием цифровых счетчиков.
На низких частотах предпочтительней заменить измерение частоты на измерение периода. Это легко достигается перестановкой входного сигнала и сигнала опорного генератора (рис 2).[4]
Время счета теперь равно периоду входного сигнала , и в течении этого интервала теперь подсчитывается периоды опорного колебания. Таким образом, результат счета в конце времени счета равен:
В отличие от предыдущего случая число, накопленное в счетчике, будет тем больше, чем ниже частота .
3. Описание элементов схемы
3.1 Описание К155ИЕ2
Микросхема представляет собой 4-х разрядный двоично-десятичный счетчик.
d0. 3 f1 e3f0 ca1552
1 - вход счетный С2;
- вход установки 0 R0(1);
- вход установки 0 R0(2);
,13 - свободные;
- напряжение питания +Uп;
- вход установки 9 R9(1);
- вход установки 9 R9(2);
- выход Q3;
- выход Q2;
- общий;
- выход Q4;
- выход Q1;
- вход счетный C1;
Описание: Микросхема содержит делитель на два и делитель на пять.
Работа схемы: микросхема состоит из четырех триггеров, внутренне связанных между собой таким образом что образуют два счетчика-делителя; один на 2 и другой на 5. все триггеры имеют один общий вход сброса, с помощью которого показания счетчиков могут устанавливаться но 0 в любое время (на выводы 2 и 3 подается высокий уровень напряжения).
Первый триггер внутренне не связан с остальными ступенями, благодаря чему возможен следующий вариант использования:
1. Счет до 10. Выход Q0 соединяется с входом тактовых импульсов Clock 1. входной сигнал подается на вход Clock 0, а выходной сигнал снимается с выхода Q3. эта схема считает в двоичном коде до 16 (от 0 до 15) и на 16-м импульсе возвращается в 0 е состояние;
2. Счет до 2 и счет до 5. В этом случае первый триггер используется в качестве делителя на 2, а второй, третий и четвертый триггеры –как делитель на 5.
3.2 Описание 155ЛА3
Микросхема представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ. Корпус К155ЛА3 типа 201.14-1, масса не более 1 г и у КМ155ЛА3 типа 201.14-8, масса не более 2,2 г.
Корпус ИМС К155ЛА3
d0. 4 f1 e3f0 ca1553
1,2,4,5,9,10,12,13 - входы X1-X8;
- выход Y1;
- выход Y2;
- общий;
- выход Y3;
- выход Y4;
- напряжение питания;
3.3 Описание 155ЛИ1
Представляет собой четыре логических элемента «2И»
1,2,4,5,9,10,12,13 - входы;
,6,8,11 - выходы;
- общий;
- напряжение питания;
d0. 5 f1 e3f0 1551
Описание: Микросхема содержит четыре отдельных логических элемента «И» с двумя входами каждый.
Работа схемы: Все четыре логических элемента «И» можно использовать независимо друг от друга. При подаче напряжения низкого уровня на один или оба входа каждого элемента на выходе устанавливается напряжение низкого уровня. Если на оба входа подается напряжение высокого уровня, то на выходе формируется напряжение высокого уровня.
|
Входы A B |
Выход Y |
|
L X X L H H |
L L H |
Применение: Реализация логической функции «И», неинвертирующий буфер.
3.4 Описание 533ИР23
Представляет собой 8-разрядный регистр на D-триггерах, запускаемых фронтом тактового импульса (три состояния).
1 – Вход разрешения вывода данных;
2,5,6,9,12,15,16,19 – Выводы данных;
3,4,7,8,13,14,17,18 – Входы данных;
10 – Общий;
11 – Вход разрешения записи данных;
20 – Напряжение питания;
d0. 6 f1 e3f0 53323
Описание: Микросхема содержит восемь D-триггеров, запускаемых фронтом тактового импульса, с выходами, имеющими три состояния.
Работа схемы: Поступающие на входы D0 – D7 данные сохраняются в триггерах при перепаде напряжения на входе тактовых импульсов Clock с низкого уровня на высокий(положительный фронт импульса). Вход тактовых импульсов выполнен на триггере Шмитта.
Записанные данные поступают на выходы Q, когда на вход управления (разрешение выдачи выходных сигналов) подается напряжение низкого уровня. Если на этом входе устанавливается напряжение высокого уровня, то все выходы переходят в высокоомное (третье) состояние.
3.5 Описание К555ИД18
Дешифратор для управления 7 – сегментным индикатором.
7,1,2,6 – Входы кода;
3 – Контроль;
4 - Двунаправленный вывод Е;
5 – Гашение нуля;
8 – Общий;
16 – Напряжение питания;
d0. 7 d3f1 e3f0 ca55518