Разработать симметричный мультивибратор на операционном усилителе, обеспечивмаксимальное значениенапряжения 
, длительность импульса 
, время фронта 
= (5 мкс – группа №1; 10 мкс – группа №2; 15 мкс – группа №1; 20 мкс – группа №4).Описать работу, осуществить моделирование работы схемы. Исходные данные приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Исходные данные к задаче 2
| Номер варианта |  , В
|  , мкс
|
| 1 | 10 | 5000 |
| 2 | 9 | 4800 |
| 3 | 8 | 4600 |
| 4 | 7 | 4400 |
| 5 | 6 | 4200 |
| 6 | 10 | 4000 |
| 7 | 9 | 3800 |
| 8 | 8 | 3600 |
| 9 | 7 | 3400 |
| 10 | 6 | 3200 |
| 11 | 10 | 3000 |
| 12 | 9 | 2800 |
| 13 | 8 | 2600 |
| 14 | 7 | 2400 |
| 15 | 6 | 2200 |
| 16 | 10 | 2000 |
| 17 | 9 | 1800 |
| 18 | 8 | 1600 |
| 19 | 7 | 1400 |
| 20 | 6 | 1200 |
| 21 | 10 | 1000 |
| 22 | 9 | 900 |
| 23 | 8 | 800 |
| 24 | 7 | 700 |
| 25 | 6 | 600 |
| 26 | 10 | 500 |
| 27 | 9 | 400 |
| 28 | 8 | 300 |
| 29 | 7 | 200 |
| 30 | 6 | 100 |
| 3 1 | 10 | 500 |
Пример решения задачи 2. Вариант 31
Схема симметричного мультивибратора на ОУ приведена на рисунке 4.3.Принцип ее работы описан в [2].
Рисунок 4.3– Симметричный мультивибратор на операционном усилителе
При выборе конкретного типа операционного усилителя для построения симметричного мультивибратора исходим из того, что он должен обеспечивать необходимую скорость нарастания выходного напряжения 
и амплитуду импульса U m<UП.
Выбираем операционный усилитель К140УД11, имеющий следующие параметры (приложение Е):
– номинальное напряжение питания U пит ном=±15 В;
– коэффициент усиления K u ОУ=30000;
– максимально допустимое выходное напряжение U вых max=12 В;
–скорость нарастания выходного напряженияV u=50 В/мкс;
– входное сопротивление Rвх=0,4 МОм;
– минимальное сопротивление нагрузки RН min=2 кОм.
Такой усилитель обеспечивает Um = ±10 В при снижении напряжения питания до UП = 12В. Скорость изменения выходного напряжения, которую обеспечивает такой усилитель, выше требуемой 5 В/мкс.
Из условий: 10· R Нmin<R1≤ R вх; R2+ R3>10· R Н min; R2= 10· R3. Выбираем R1 = 50 кОм, R2 = 20 кОм, R3 = 2 кОм. Ёмкость конденсатора С1 рассчитывается из соотношения
нФ.
Принимаем из стандартного ряда С1 =56 нФ.
Модель симметричного мультивибратора на ОУ КР140УД11 (LM318N8)в среде Multisim (файл «Мультивибратор.ms11») приведена на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 – Модель симметричного мультивибратора на ОУ с осциллограммой выходного напряжения
Результаты моделирования: U m=20/2=10 В, tИ=(1/1,11∙103)/2= =450мкс, что соответствует заданию.
Практическое занятие № 5. Разработка цифровых устройств с памятью
Задача 1. Разработка двоичного счётчика.
Разработать двоичный счётчик на микросхемах (К555ИЕ7 (SN74LS193) – группа №1; К555ИЕ5 (SN74LS93) – группа №2; К555ИЕ18 (SN74LS163) – группа №3; К555ИЕ17 (SN74LS169) – группа №4) с коэффициентом счёта, равным n∙3 (n – номер варианта). Описать работу схемы. Осуществить моделирование её работы.
Пример решения задачи 1. Вариант 31
Необходимо реализовать двоичный счётчик на микросхемах К555ИЕ7 (SN74LS193) с коэффициентом счёта Ксч=31∙3=93.
Микросхема К555ИЕ7(SN74LS193) представляет собой четырёхразрядный двоичный счётчик (рисунок 5.1).
а) б)
Рисунок 5.1 – Условное обозначение микросхемы 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 (+5В) 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 DD1 на выходах Qi микросхем DD1 и DD2 установятся следующие логические сигналы:
DD2: Q3Q2QlQO; DD1: Q3 Q2QlQO .
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 (DD3) выходы Qiсчетчиков, на которых появятся логические единицы при поступлении на вход 93-го импульса, подадим результирующий сигнал с выхода DD3, предварительно проинвертировав его с помощью логического элемента 3И-НЕ DD4 на входы 14 микросхем DD1 и DD2.
В качестве DD3 можно использовать микросхему К555ЛА2 (74LS30D), в которой содержится один логический элемент 8И-НЕ;в качестве DD4 – микросхему К555ЛА4 (74LS10D), в которой содержится два логических элемента ЗИ-НЕ.
Модель разработанной схемы счётчика в среде Multisim (файл «Двоичный счётчик.ms11») приведена на рисунке 5.2. Данная схема осуществляет подсчёт 93-х импульсов и отображение их двоичного кода. С приходом 93-го импульса выходы счётчиков обнуляются и счёт возобновляется.
Рисунок 5.2–Модель двоичного счётчика с коэфициентом счёта Ксч=93
Дата: 2018-12-21, просмотров: 900.
