Определение потребляемой мощности

В соответствии с техническим заданием на проектирование необходимо произвести расчёт потребляемой мощности спроектированного устройства.

Для этого необходимо знать значения двух параметров:

- напряжение питания электронных компонентов (U_пит);

- ток, потребляемый микросхемами, транзисторами, диодами, входящими в состав устройства (I_пот)

Эти данные представлены в таблице 3.3

Таблица 3.3 – Расчёт потребляемой мощности

Наименование элемента	Кол-во, шт	Iпотр., мА	Сумма	Uпит., В
Микросхема 74ALS190	1	12	12	+5,0
Микросхема 142ЕН12	1	2	2	+5,0
Диод 1N4004G	4	1	4	+5,0
Светодиод АЛ112А	1	10	10	+5,0
Транзистор 2N1711	2	30	60	+5,0
Итого			88	+5,0

Мощность, рассеиваемая в процессе работы устройства, складывается из мощностей, потребляемых входящими в него элементами.

Исходя из данных, представленных в таблице 3.3, находим мощность, потребляемую устройством, по следующей формуле:

Pпот=Uпит*Iпит

(3.1)

Подставляя значения в выражение (3.1), получим:

Pпот=88 · 5,0 =440(мВт) = 0,44 (Вт)

(3.2)

Моделирование работы схемы

Моделирование схемы проводится с целью подтверждения работоспособности устройства, уточнения его технических характеристик и оценки степени соответствия заданию. Во многих случаях, например в процессе разработки БИС, моделирование оказывается единственным способом достоверной верификации схемы.

В рамках курсовой работы эксперимент целесообразно осуществить с помощью моделирующей программы САПР Proteus, которая способна анализировать как цифровые, так и аналоговые схемы. Однако время моделирования схемы, включающей аналоговые узлы, может оказаться чрезмерным. Поэтому имеет смысл раздельное исследование функциональных узлов. Проверка цифровых узлов на уровне функциональной схемы выполняется с помощью логического анализатора (Logic Analyzer) и генератора двоичных слов (Pattern Generator). Необходимо также определить частоту следования (Clock) и частоту повторения циклов (Trigger). Задание параметров необходимо осуществлять после запуска симуляции (нажатием на кнопку  ) и перевода симуляции в режим паузы (нажатием на кнопку ), возможен также пошаговый режим симуляции (нажатием на кнопку ).

На рисунке 4.1 представлена основная форма проектирования устройства в САПР Proteus. После подбора аналогов электронных компонентов (при необходимости) и сборки схемы, устранения грубых ошибок и предупреждений САПР начинается окончательный этап моделирования.

Далее, после налаживания устройства, на уровне модели принципиальной схемы, произвели разработку конструкции.

На начальном этапе – разработка печатной платы, расположение и трассировка электрических компонентов по печатной плате в автоматическом, а при необходимости и в ручном режиме. Промежуточный и окончательный результаты предоставлены на рисунке 4.2.

 

Рисунок 4.1 – Основная форма проектирования устройства в САПР Proteus

 

 

Рисунок 4.2 – Полученная форма проектирования устройства в САПР Proteus

 

Проверка функционирования заключается в чтении логических состояний выходов, подключённых к зажимам логического анализатора, в каждом такте.

В результате построения комбинационной схемы (см. рисунок 4.3) были получены соответствия входных и выходных сигналов, которые подтвердили правильность работы схемы.

 

Рисунок 4.3 – Схема устройства в САПР Proteus