39344

СИНТЕЗ КОМБІНАЦІЙНОЇ СХЕМИ. СХЕМОТЕХНІКА ПРИСТРОЇВ НА ОПЕРАЦІЙНИХ ПІДСИЛЮВАЧАХ

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ОУ майже завжди використовуються в схемах з глибокої негативним зворотним звязком яка завдяки високому коефіцієнту підсилення ОУ повністю визначає коефіцієнт передачі отриманої схеми.2 Активний алгебраїчний суматор Мікросхеми суматорів призначені для підсумовування двох вхідних двійкових кодів.3 Розробка схеми розрахунки параметрів та аналіз На базі схеми з багатопельовим ЗЗ схема Рауха синтезувати схему фільтра верхніх частот належним вибором двополюсників.1 – схема Рауха Складемо граф схеми Рауха.

Украинкский

2013-10-03

71.35 KB

1 чел.

1 СХЕМОТЕХНІКА ПРИСТРОЇВ НА ОПЕРАЦІЙНИХ ПІДСИЛЮВАЧАХ

1.1 Операційний підсилювач

Операційний підсилювач (ОУ, OpAmp)  -  підсилювач постійного струму з диференціальним входом і, як правило, єдиним виходом, який має високий коефіцієнт підсилення. ОУ майже завжди використовуються в схемах з глибокої негативним зворотним зв'язком, яка, завдяки високому коефіцієнту підсилення ОУ, повністю визначає коефіцієнт передачі отриманої схеми. В даний час ОУ отримали широке застосування як у вигляді окремих чіпів, так і у вигляді функціональних блоків у складі більш складних інтегральних схем. Така популярність обумовлена ​​тим, що ОУ є універсальним блоком з характеристиками, близькими до ідеальних, на основі якого можна побудувати безліч різнихелектронних вузлів.

Рисунок 1.1 – Операційний підсилювач

1.2 Активний алгебраїчний суматор

Мікросхеми суматорів призначені для підсумовування двох вхідних двійкових кодів. Тобто код на виході суматора дорівнює арифметичній сумі двох вхідних кодів. Функція суматора позначається на схемах літерами SM. Суматори бувають одно-, двох - і чотирирозрядні. Найчастіше застосовують саме чотирирозрядні суматори. У вітчизняних серіях код, що позначає мікросхему суматора, маркується літерами ІМ. Якщо ми, наприклад, подаємо на вхід суматора один вхідний код 0101 (цей двійковий код відповідає десятковому числу 5) і другий вхідний код 0111 (цей двійковий код відповідає десятковому числу 7), тоді на виході суматора ми повинні отримати код 1100, відповідний десятковому числу 12.

Рисунок 1.2 - Алгебраїчний суматор

1.3 Активні фільтри

В радіоелектроніці часто виникає потреба пропустити та підсилити сигнали лише в деякому певному діапазоні частот, водночас подавивши сигнали на всіх інших частотах. Така задача розв’язується за допомогою частотних фільтрів - пасивних або активних чотириполюсників, амплітудно-частотні характеристики (АЧХ) яких відмінні від нуля в смузі частот, що мають проходити через фільтр - в смузі прозорості або смузі пропускання - та дорівнюють або близькі до нуля і в смузі не пропускання (непрозорості).

Рисунок 1.3 - Амплітудно-частотні характеристики різних за смугою пропускання фільтрів.

 Смуговий фільтр, який пропускає частоти лише в смузі від  до , можна реалізувати послідовним увімкненням ФНЧ та ФВЧ, смуги прозорості яких перекриваються. А режекторний фільтр можна одержати паралельним увімкненням ФНЧ та ФВЧ, смуги пропускання яких не перекриваються.  Частотні фільтри можуть бути складені з  або з елементів (пасивні фільтри). Але останнім часом, для покращання форми АЧХ та компенсації втрат сигналу, фільтри стали комбінувати підсилювальними каскадами, застосовуючи при цьому позитивний або негативний зворотний зв’язок. Такі фільтри одержали назву активних фільтрів, або, як їх частіше називають, просто активних фільтрів. 

1.3 Розробка схеми, розрахунки параметрів та аналіз

На базі схеми з багатопельовим ЗЗ (схема Рауха) синтезувати схему фільтра верхніх частот належним вибором двополюсників.

  

Рисунок 2.1 – схема Рауха

Складемо граф схеми Рауха.

Так як по завданню потрібно підрахувати ФВЧ, наведемо класичні формули АЧХ ФВЧ .

Отримаємо передаточну функцію ФВЧ .

Параметри схеми:

Для зручності вибору встановимо:

Установимо

Зобразимо схему ФВЧ – 11 з багатопельовим ЗЗ.

Рисунок 1.5 – Схема ФВЧ – 11 з багатопельовим ЗЗ

2 СИНТЕЗ КОМБІНАЦІЙНОЇ СХЕМИ

2.1 Поняття про комбінаційні схеми

Комбінаційними називаються функціональні вузли (блоки), логічний стан виходів яких залежить тільки від комбінації логічних сигналів на входах в певний момент часу. Комбінаційні вузли та блоки цифрових систем або збираються з окремих ІС, що виконують функції елементів І-НІ, АБО-НІ, І-АБО-НІ, «Виключне» АБО та ін., або виготовляються у вигляді систем ІС, або входять до складу ВІС і НВІС. Вихідними даними (технічним завданням) для проектування комбінаційного вузла є його функціональний опис і вимоги до основних електричних параметрів. Функціональний опис комбінаційного вузла зазвичай задається у вигляді таблиці істинності або алгебраїчного виразу. Процес проектування розбивається на декілька послідовних етапів:

1) вибір елементної бази та способу реалізації;

2) мінімізація заданої логічної функції;

3) перетворення мінімізованої логічної функції та синтез логічної схеми;

4) синтез електричної схеми;

5) аналіз та оптимізація електричної схеми.

Вибір елементної бази (ТТЛ, ЕСЛ, КМДТТЛ або їхньої модифікації) визначається вимогами, пропонованими до електричних параметрів комбінаційного вузла: швидкодією, потужністю, що споживається, завадостійкістю та ін. Аналіз логічних елементів, і отримані на його основі рекомендації з їхнього застосування дозволяють проектувальнику після оцінних розрахунків вибрати той або інший варіант схеми базового елемента виходячи з вимог технічного завдання. При цьому визначається також можливий спосіб реалізації проектованого вузла:

елементна реалізація на базі готових схем логічних елементів, що випускають серійно у вигляді МІС або входять до складу функціональних бібліотек для проектування БІС і НВІС;

компонентна реалізація – шляхом розробки оригінальної схеми, яка найбільшою мірою задовольняє вимоги технічного завдання.

Елементна база та спосіб реалізації проектованого пристрою можуть бути визначені в технічному завданні, наприклад шляхом визначення серії мікросхеми, на базі якої даний пристрій повинне бути побудований.

Мінімізація логічної функції виконується за допомогою одного з методів. У результаті для заданої функції виходить одне або кілька мінімізованих виразів, звичайно представлених у диз'юнктивній нормальній формі

При використанні деяких типів базових елементів логічна функція F повинна бути представлена в інверсно-диз'юнктивній формі. В цьому випадку мінімізується функція F (інверсна заданої), шляхом інверсії якої виходить інверсна МДНФ заданої функції F.

Перетворення отриманої МДНФ    відбувається так, щоб

представити її у вигляді комбінації операцій, що виконуються базовими елементами, на яких буде реалізований проектований пристрій. Базові елементи найчастіше виконують функції   І-НІ,    АБО-НІ,    І-АБО-НІ. При цьому перетворення МДНФ виконується наступним чином.

 2.2 Синтезування  КС

Синтезувати  КС з 5 входами и 2 виходами на мікросхемах серії К555, яка реалізує наступні функції перемикачів.

У1 = 1 при кодовій комбінації: 14, 3, 12, 0, 9, 7.

У2 = 1 при кодовій комбінації: 7, 0, 5, 6.

Таблиця 2.1 – Подання кодової комбінації для У1 в двійковій

системі числення

У1:

Х3

Х2

Х1

Х0

14

1

1

1

0

3

0

0

1

1

12

1

1

0

0

0

0

0

0

0

9

1

0

0

1

7

0

1

1

1

Таблиця 2.2 – Подання кодової комбінації для У2 в двійковій

системі числення

У2:

Х3

Х2

Х1

Х0

7

0

1

1

1

0

0

0

0

0

5

0

1

0

1

6

0

1

1

0

Виконаємо мінімізацію ЛФ табличним методом за допомогою карт Карно. В таблиці 2.3 показана карта Карно для функції У1, а в таблиці 2.4 для функції

У2.

Таблиця 2.3 – Карта Карно для У1

00

01

11

10

00

1

0

1

0

01

0

0

1

0

11

1

0

0

1

10

0

1

0

0

Таблиця 2.4 – Карта Карно для У2

00

01

11

10

00

1

0

0

0

01

0

1

1

1

11

0

0

0

0

10

0

0

0

0

Виконаємо склейку згідно відомими правилами і отримаємо вираз, який представляє собою мінімізовану ЛФ згідно заданої таблиці КС.

Перетворюємо мінімізовану ЛФ В базисі  «ИЛИ-НЕ». Для цього використаємо теорему де Моргана.

Отримане ЛФ дає змогу побудувати схему електричну принципово задану комбінаційною схемою, яка зображена на малюнку 2.1 .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11801. Вольтамперные характеристики полупроводниковых диодов и стабилитронов 79.23 KB
  Лабораторная работа № 1 Вольтамперные характеристики полупроводниковых диодов и стабилитронов Цель работы: определение вольтамперных характеристикВАХ и основных электрических параметров выпрямительных диодов светодиодов и стабилитронов. 1. Прямые ветви В
11802. Статические характеристики биполярных транзисторов 520.75 KB
  7 Лабораторная работа № 3 Статические характеристики биполярных транзисторов Цель работы: экспериментальное определение основных статических параметров и характеристик биполярных транзисторов БТ и исследование их работы в схеме транзисторного ключ
11803. Исследование одиночного усилительного каскада на биполярном транзисторе 200.31 KB
  Лабораторная работа № 4 Исследование одиночного усилительного каскада на биполярном транзисторе Цель работы: исследование одиночного усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме с общим эмиттером ОЭ. Усилительный каскад предназначен для преобразова
11804. Типовые схемы на основе полупроводниковых диодов и стабилитронов 221 KB
  Лабораторная работа №2 Типовые схемы на основе полупроводниковых диодов и стабилитронов Цель работы – изучение наиболее распространенных видов выпрямителей и ограничителей напряжения и определение основных параметров этих электронных устройств. Одно...
11805. Исследование инвертирующего операционного усилителя 196.5 KB
  Лабораторная работа №5 Исследование инвертирующего операционного усилителя Цель работы: Изучение основных параметров и характеристик операционного усилителя изучение и исследование инвертирующего каскада на операционном усилителе. Схема установки ...
11806. Изучение процесса вулканизации 481.5 KB
  Лабораторная работа № Изучение процесса вулканизации Цель работы Изучить процесс вулканизации определить температурный коэффициент вулканизации по физикомеханическим показателям и оптимальное время вулканизации. Теоретическая часть Вулканизация – ...
11807. ВИЗНАЧЕННЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО СКЛАДУ ГРУНТУ (ПОЛЬОВИЙ МЕТОД) 66.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА ВИЗНАЧЕННЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО СКЛАДУ ГРУНТУ ПОЛЬОВИЙ МЕТОД Гранулометричним складом ґрунту називають відносну місткість в них частинок різної крупності. Гранулометричний склад ґрунту дозволяє визначати будівельні властивості ґрунту. Визначаю...
11808. Изготовление резиновой смеси 210 KB
  Лабораторная работа № Изготовление резиновой смеси Цели работы Изготовление резиновой смеси по имеющемуся рецепту. Теоретическая часть Изготовление резиновых смесей является одним из основных процессов резинового производства от качественного провед...
11809. Процесс каландрования резиновых смесей 384.5 KB
  Лабораторная работа № Процесс каландрования резиновых смесей Цели работы Определение влияния типа наполнителя и размера калибрующего зазора на усадку. Теоретическая часть Каландрование это процесс непрерывного формовании разогретой резиновой смеси