Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Электроника и микропроцессорная техника.Содержание книги
Поиск на нашем сайте ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА
Методические указания к расчётно-графическим работам для студентов технических специальностей
Могилев 2013 УДК 621.317.7: 621.328.049.77 ББК 32.85 О 45
Рекомендовано к опубликованию учебно-методическим управлением ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»
Одобрено кафедрой «Электротехника и электроника» «28» сентября 2013 г., протокол № 1
Составители: канд. техн. наук, доц. С. В. Болотов; канд. физ.-мат. наук, доц. Ф. М. Трухачев; канд. техн. наук А. Г. Старовойтов; И. В. Курлович
Рецензент канд. техн. наук, доц. Г. С. Леневский
Методические указания к расчётно-графическим работам предназначены для студентов технических специальностей.
Учебное издание
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА
Ответственный за выпуск Ф. М. Трухачев Технический редактор А. А. Подошевко Компьютерная верстка И. А. Алексеюс
Подписано в печать . Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная. Усл.-печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 215 экз. Заказ № Издатель и полиграфическое исполнение Государственное учреждение высшего профессионального образования «Белорусско-Российский университет» ЛИ № 02330/0548519 от 16.06.2009 г. Пр. Мира, 43, 212000, Могилев,
© ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет», 2013 Требования к выполнению расчетно-графических работ
Выполнение расчетно-графических заданий и контрольных работ по дисциплинам «Основы электроники», «Электроника и микропроцессорная техника», «Электротехника и электроника», «Электронные приборы», «Электротехника, электроника и схемотехника» способствует более глубокому усвоению теоретических закономерностей и получению практических навыков по решению инженерных задач в области электронной техники. Задания выполняют в отдельной тетради или на листах писчей бумаги формата А4. На первой странице (обложке или титульном листе) необходимо обязательно указать следующую информацию: название и порядковый номер выполняемого задания, вариант, свою фамилию, инициалы и учебную группу, фамилию преподавателя, год. Работы без указания перечисленных сведений на проверку не принимаются. На последующих страницах приводят условие задачи, вычерчивают схему, размещают решение задачи с необходимыми графиками и диаграммами, а также краткими пояснениями. Модели разрабатываемых устройств и результаты моделирования распечатываются на принтере и вклеиваются в текст задания. Схемы и диаграммы выполняют с помощью чертёжных принадлежностей или в графическом редакторе в соответствии с требованиями ГОСТ 2.723-68, ГОСТ 2.747-68. Расчётные формулы следует записывать сначала в символьном виде, а затем осуществлять подстановку численных данных с указанием единиц измерения полученных в ходе вычисления результатов. Рекомендуемое количество значащих цифр при округлениях – две. При осуществлении выбора элементов следует его результаты сводить в таблицу, указав в ней расчётное значение основного параметра элемента и сокращённое условное обозначение выбранного элемента. Номиналы резисторов и конденсаторов должны быть взяты из стандартного ряда Е24. При выборе элементов по результатам проведенных расчётов следует пользоваться справочной литературой и доступными базами данных, содержащими информацию по электронным элементам. Перед выполнением задания необходимо изучить соответствующие разделы рекомендуемой литературы и настоящих методических указаний по курсу. Задания представляются на проверку в установленные учебным графиком сроки.
Задания к расчётно-графическим работам
Моделирование усилителя Смоделируем усилитель с рассчитанными параметрами (резистор R4 – нагрузка). На рисунке 2.7 представлены входные и выходные характеристики биполярного транзистора, полученные с помощью характериографа XIV. На рисунке 2.8 приведена модель усилителя с приборами для измерения постоянных напряжений и токов, значения которых сведены в таблицу 2.3.
а) б)
Рисунок 2.7 – Входная характеристика транзистора (а); выходные характеристики транзистора (б), полученные характериографом (параметры указаны в нижней части рисунка)
Рисунок 2.8 – Модель усилителя Таблица 2.3 – Параметры усилителя по постоянному току
На рисунке 2.9 представлена модель усилителя с приборами для измерения параметров переменных сигналов, сведенных в таблицу 2.4. Осциллограф, плоттер (прибор для снятия АЧХ) и измеритель нелинейных искажений включены в схему на рисунке 2.10.
Рисунок 2.9 – Модель усилителя
Таблица 2.4 – Параметры усилителя по переменному току
Рисунок 2.10 – Модель усилителя
В соответствии с моделью на рисунке 2.10 требуется вычислить сдвиг фаз на частоте 1 кГц (по осциллограмме), коэффициент нелинейных искажений THD и коэффициенты частотных искажений, определяемых по показаниям плоттера. M Н = К U (f н) / К U (f ср), где К U (f н) – коэффициент усиления на нижней граничной частоте; К U (f ср) – коэффициент усиления на средних частотах. Аналогично определяется M В.
Задания для выполнения 1 Рассчитать усилитель с параметрами, заданными в таблице 2.6 (параметры транзисторов взять из приложения А). 2 Заполнить таблицу 2.2. 3 Снять входные и выходные характеристики транзистора согласно рисунку 2.7. 4 Построить на выходной характеристике нагрузочную прямую, указать точку А на входной и выходной характеристиках транзистора. 5 Выполнить моделирование усилителя с рассчитанными параметрами согласно рисункам 2.8–2.10. По результатам моделирования заполнить таблицы 2.3–2.5
Таблица 2.5 – Параметры усилителя
Таблица 2.6 – Исходные данные к заданию 1
Окончание таблицы 2.6
Задача 2.Расчет схемы двоично-десятичного счетчика с заданным коэффициентом счета и схемы индикации Счётчик [1] числа импульсов – устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах (рисунок 2.11). Наглядно продемонстрировать работу счетчика позволяет временная диаграмма (рисунок 2.12) Основной параметр счётчика – модуль счёта N – максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком, который связан с разрядностью счетчика 2n = N, где n – разрядность счетчика.
Рисунок 2.11 – Двухразрядный двоичный асинхронный суммирующий счётчик с последовательной организацией переноса на JK-триггерах
Рисунок 2.12 – Временная диаграмма работы трехразрядного счетчика Классификация счетчиков
1 По значению модуля счета: – двоичные, Мк равна целой степени числа 2 (М = 2n);
2 По направлению счета: – суммирующие, выполняющие микрооперацию инкремента над хранящимся входным словом; – вычитающие, выполняющие микрооперацию декремента над хранящимся входным словом; – реверсивные, выполняющие либо микрооперацию инкремента, либо декремента в зависимости от управляющего сигнала.
3 По способу организации межразрядных связей: – счетчик с последовательным переносом, в котором переключение триггеров разрядных схем происходит последовательно один за другим; – счетчик с параллельным переносом, в котором переключение всех триггеров разрядных схем происходит одновременно по сигналу синхронизации С; – счетчик с комбинированным последовательно-параллельным переносом, когда используются различные комбинации способов переноса. Пример разработки двоичного счётчика
Необходимо реализовать двоичный счётчик на микросхемах К555ИЕ7 (SN74LS193) с коэффициентом счёта Ксч = 31 ∙ 3 = 93. Микросхема К555ИЕ7 (SN74LS193) представляет собой четырёхразрядный двоичный счётчик (рисунок 2.13).
а) б)
Рисунок 2.13 – Условное обозначение микросхем К555ИЕ7 (а) и SN74LS193 (б)
Выводы 15, 1, 10, 9 предназначены для предварительной установки счётчика при нулевом уровне сигнала на входе 11. Высокий уровень напряжения на входе 11 (+5 В) исключает предварительную установку. Вход 5 используется для прямого счёта, а вход 4 – для обратного. Сброс счётчика осуществляется при подачи высокого уровня напряжения на вход 14. Для увеличения разрядности счётчика используется выход 12 (≥15). Одна микросхема может иметь максимальный коэффициент счёта, равный 16. Две последовательно соединённые микросхемы дадут коэффициент счёта, равный 256. Так как заданный коэффициент счёта Ксч = 31 ∙ 3 = 93, то для построения счетчика-делителя с заданным коэффициентом счёта достаточно двух микросхем. Определим двоичный код заданного коэффициента счёта:
=128 ∙ 0 + 64 ∙ 1 + 32 ∙ 0 + 16 ∙ 1 + 8 ∙ 1 + 4 ∙ 1 + 2 ∙ 0 + 1 ∙ 1.
При поступлении 93-го импульса на вход микросхемы DD 1 на выходах Q i микросхем DD 1 и DD 2 установятся следующие логические сигналы:
DD 2: Q 3 Q 2 Q l Q O; DD 1: Q 3 Q 2 Q l Q O. 0101 1101
Так как сброс счётчиков в исходное (нулевое) состояние осуществляется сигналом высокого уровня, подаваемым на входы 14, то, объединив с помощью логического элемента 8И-НЕ (DD 3) выходы Qi счетчиков, на которых появятся логические единицы при поступлении на вход 93-го импульса, подадим результирующий сигнал с выхода DD 3, предварительно проинвертировав его с помощью логического элемента 3И-НЕ DD 4 на входы 14 микросхем DD 1 и DD 2. В качестве DD 3 можно использовать микросхему К555ЛА2 (74LS30D), в которой содержится один логический элемент 8И-НЕ; в качестве DD 4 – микросхему К555ЛА4 (74LS10D), в которой содержится два логических элемента 3И-НЕ. Модель разработанной схемы счётчика в среде Multisim приведена на рисунке 2.14. Данная схема осуществляет подсчёт 93-х импульсов и отображение их двоичного кода. С приходом 93-го импульса выходы счётчиков обнуляются и счёт возобновляется.
Рисунок 2.14 – Модель двоичного счётчика с коэффициентом счёта Ксч = 93 Пример разработки двоично-десятичного счётчика
Необходимо реализовать двоично-десятичный счётчик на микросхемах К555ИЕ6 (SN74LS1932) с коэффициентом счёта Ксч = 31 ∙ 3 = 93. Микросхема К555ИЕ6 (SN74LS192) по назначению выводов аналогична микросхеме К555ИЕ7 (SN74LS193) (см. рисунок 2.13). Однако подсчёт числа импульсов осуществляет в двоично-десятичном коде. Одна микросхема может иметь максимальный коэффициент счёта, равный 10. Две последовательно соединённые микросхемы дадут коэффициент счёта, равный 100. Так как заданный коэффициент счёта Ксч = 31 ∙ 3 = 93, то для построения счетчика-делителя с заданным коэффициентом счёта достаточно двух микросхем. Определим двоично-десятичный код заданного коэффициента счёта. При этом каждый из разрядов десятичного числа представляется двоичным кодом из четырёх разрядов:
При поступлении 93-го импульса на вход микросхемы DD 1 на выходах Q i микросхем DD 1 и DD 2 установятся следующие логические сигналы:
DD 2: Q 3 Q 2 Q l Q O; DD 1: Q 3 Q 2 Q l Q O. 1001 0011
Так как сброс счётчиков в исходное (нулевое) состояние осуществляется сигналом высокого уровня, подаваемым на входы 14, то, объединив с помощью логического элемента 8И-НЕ (DD 3) выходы Q i счетчиков, на которых появятся логические единицы при поступлении на вход 93-го импульса, подадим результирующий сигнал с выхода DD 3, предварительно проинвертировав его с помощью логического элемента 3И-НЕ DD 4 на входы 14 микросхем DD 1 и DD 2. В качестве DD 3 можно использовать микросхему К555ЛА2 (74LS30D), в которой содержится один логический элемент 8И-НЕ; в качестве DD 4 –микросхему К555ЛА4 (74LS10D), в которой содержится два логических элемента 3И-НЕ. Модель разработанной схемы счётчика в среде Multisim приведена на рисунке 2.15. Данная схема осуществляет подсчёт 93-х импульсов и отображение их двоично-десятичного кода. С приходом 93-го импульса выходы счётчиков обнуляются и счёт возобновляется. Для отображения двоично-десятичного кода воспользуемся семисегментными индикаторами DCD_HEX.
Рисунок 2.15 – Модель двоично-десятичного счётчика с коэффициентом счёта Ксч = 93
Дешифратор [2] Дешифра́тор (декодер), от англ. Decoder – комбинационная схема, преобразующая n -разрядный двоичный, троичный или k -й код в Двоичный дешифратор работает по следующему принципу. Пусть дешифратор имеет N входов, на которые подаётся двоичное слово Функционирование одноединичного дешифратора, где активные выходные сигналы принимают значение логической 1, описывается системой конъюнкций:
…
Часто дешифраторы дополняются входом разрешения работы Функционирование одноединичного дешифратора с дополнительным входом
…
Обычно микросхемы дешифраторов выполняют с инверсными выходами. У такого дешифратора активный выбранный разряд принимает значение логического нуля. Двоичное слово на входе дешифратора часто называют адресом. Таблица истинности двухвходового двоичного дешифратора с четырьмя выходами (
Таблица 2.7 – Таблица истинности двухвходового двоичного дешифратора
Таблица 2.8 – Дешифратор с тремя входами адреса и входом разрешения на восемь выходов 23
Далее будет детально рассмотрен дешифратор, преобразующий двоичный код в десятичный код, подаваемый на семисегментный индикатор. Микросхема SN74LS248 D представляет собой дешифратор, преобразующий входной двоичный код в выходной десятичный (шестнадцатеричный). К выходу дешифратора подключают семисигментный индикатор с общим катодом.
Рисунок 2.16 – Условное обозначение микросхемы SN74LS192
На рисунке 2.16 приняты следующие обозначения: A–D – входная шина данных; QA–QG – выходная шина данных; LT – вход для проверки работоспособности; RBO, RB1 – входы управления. Для начала работы необходимо подать на них сигнал высокого уровня. Схема моделирования двухразрядного двоично-десятичного счетчика с дешифраторами и индикаторами представлена на рисунке 2.17.
Рисунок 2.17 – Модель двоично-десятичного счётчика с индикацией с коэффициентом счёта Ксч = 81 Импульсы для счета формируются функциональным генератором XFG1 (рисунок 2.18) и подаются на суммирующий вход UP первого счетчика DD 3 (если подавать импульсы на вход DOWN, то счет будет вестись в обратном направлении). Счетные импульсы на вход старшего счетчика DD 4 подаются с выхода переполнения первого счетчика. Выходной сигнал счетчиков в виде параллельного двоичного кода поступает на выводы QA, QB, QC, QD, которые соединены со входами дешифраторов DD 7, DD 8. Преобразованный сигнал с дешифраторов подается на семисегментные индикаторы и отображается в удобном виде.
Рисунок 2.18 – Параметры счетных импульсов и их осциллограмма
Задания для выполнения 1 Рассчитать схему счетчика с заданным коэффициентом счета (таблица 2.9) согласно рисунку 2.15. 2 Выполнить моделирование счетчика согласно рисунку 2.17. 3 Убедиться, что реализуется заданный коэффициент счета.
Таблица 2.9 – Исходные данные к заданию 2
Продолжение таблицы 2.9
Окончание таблицы 2.9
Список литературы 1 Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В. Г. Герасимова. – М.: Высш. шк., 1987. – 288 с. 2 Лачин, В. И. Электроника: учеб. пособие / В. И. Лачин, Н. С. Савелов. – 7-е изд., перераб. и доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 703 с. 3 Клочков, М. И. Расчет элементов и моделирование схем энергетической и информационной электроники: учеб. пособие / М. И. Клочков. – Хабаровск: ДВГУПС, 2004. – 138 c. 4 Марченко, А. Л. Основы электроники: учеб. пособие для вузов / А. Л. Марченко. – М.: ДМК Пресс, 2008. – 296 с. 5 Москатов, Е. А. Справочник по полупроводниковым приборам / Е. А. Москатов – М.: Радио, 2005. – 208 с. 6 Панфилов, Д. И. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Лаборатория на компьютере: в 2 т. / Д. И. Панфилов, В. С. Иванов, И. Н. Чепурин. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: МЭИ, 2004. – 304 с.
Приложение А (справочное) Таблица А.1 – Параметры биполярных транзисторов
а – ВС547A (КТ3102Б); б – BD135 (КТ815Б); в – 2N2218 (КТ928А); г – BD237 (КТ817Г) Рисунок А.1 –Выходные характеристики биполярных транзисторов
Приложение Б (справочное)
Приложение В (справочное) ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 280; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.217.111 (0.01 с.) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||