Современный этап развития научно-технического процесса характеризуется применением микроэлектроники во всех сферах жизни и деятельности человека.

Важную роль при этом сыграло быстрое развитие совершенствование ИМС-основной элементной базы современной электроники.

Устройство делителя частоты на 5 может применяться во множестве разнообразных электронных устройств. В первую очередь, он может использоваться в качестве входного канала цифрового мультиметра. Благодаря переключаемой скважности, такой мультиметр может работать в широких диапазонах измеряемых величин. Также аналогичные устройства широко применяются в различного рода синхронизирующих устройствах, преобразователях, для согласования уровней двух различных субблоков устройств ЭСПУ.

 

Общая часть

Назначение устройства

Тема курсовой работы, полученной мною, звучит как: делитель частоты на 5. Делители частоты нужны для уменьшения заданной частоты в определённое число раз (в данном случае в 5 раз). Это нужно, например, если частота заданного сигнала превышает частоту, требуемую для работы подключаемого устройства. Сущность деления заключается в том, что если подавать на вход делителя сигнал определённой частоты, то на выходе его мы получим сигнал уже более длительный чем входной. Деление частоты можно достичь различными способами, и с помощью различных схем. Например, деление на основе сдвигающего регистра, или с помощью счётчиков-делителей.

 

Конструкторская часть

Разработка алгоритма функционирования устройства и структурной схемы.

Структурная схема – это схема, определяющая основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязь. Структурная схема используется для общего ознакомления с изделием.

 

Алгоритм устройства:

1. Генератор импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы для делителя с заданной последовательностью.

2. Делитель частоты получает входную последовательность от генератора импульсов и преобразует их частоту, увеличивая длительность в 5 раз.

3. Выводы предназначены для контроля входного(выход А) и выходного(выход В) сигналов на устройстве.

 

 

Рисунок 1 Структурная схема делителя частоты.

 

Выбор и анализ элементной базы

 

Выбор и анализ элементной базы

Элементная база выбирается в соответствии со структурной схемой делителя частоты. В качестве делителя частоты можно использовать микросхему SN-серии. Эта серия имеет напряжение питания +5В, уровень логического нуля +0.4В, уровень логической единицы +2.4В.

В качестве генератора прямоугольных импульсов можно использовать микросхему на логических элементах SN7400, состоящая из четырёх логических элементов И-НЕ. Микросхемы выпускается в корпусе DIP14. Ножка питания – 14, общая ножка – 7.

Рисунок 2 Условно-графическое обозначение МС SN7400.

Технические характеристики микросхемы SN7400:

Напряжение логического нуля - +0,4В

Напряжение логической единицы - +2,4В

Входной ток логического нуля - -1,6мА

Входной ток логической единицы – +0,04мА

Выходной ток - не более +16мА

Время задержки распространения с 1 на 0 – не более 15нс

Время задержки распространения с 0 на 1 – не более 22нс

Ток потребления при логической 1 – 8мА

Ток потребления при логическом 0 – 12мА

 

В качестве делителя частоты можно использовать микросхема SN7490. Ножка питания – 5, общая ножка – 10.

Рисунок 3 Условное графическое обозначение МС SN7490.

 

Технические характеристики микросхемы SN7490:

Напряжение логического нуля - +0,4В

Напряжение логической единицы - +2,4В

Входной ток логического нуля - -1,6…-3,2мА

Входной ток логической единицы – +0,04…0,16мА

Потребляемый ток - не более +53мА

Время задержки распространения с 1 на 0 – не более 50нс

Время задержки распространения с 0 на 1 – не более 48нс

 

 

Резистор и конденсатор для генератора выбираем исходя из расчёта. Их номиналы должны быть такие, чтобы частота выходная не превышала 2МГц, согласно МС SN7490. Я взял частоту 75кГц. Для этого мне понадобится резистор с номиналом 470кОм и конденсатор с номиналом 22нФ.

Резистор можно использовать МЛТ(металлоплёночный лакированный термостойкий) с мощностью рассеивания 1Вт, с допуском +/-5%. Конденсатор ёмкостью 22нФ имеет допуск +/-0,001%.