Файл: Федеральное агентство.docx

аналогового выходного напряжения пропорционально частоте импульсов входного сигнала. Диапазон изменения частоты на выходе микросхемы в зависимости от напряжения на входе задается внешними элементами: резистором интегратора R1 включенном последовательно с входом и конденсатором одновибратора С1 формирующем длительность выходных импульсов. Выходные импульсы имеют постоянную длительность и положительный уровень. Уровень выходных импульсов в режиме ПНЧ формируются на внешнем резисторе R2, включенном между выводом 7 и U1, и образующем нагрузку выходного транзистора с открытым коллектором.

Напряжение U1, как правило равно +5 В, но может быть установлено любое до + Uсс1. Импульсный ток выходного транзистора стекает в общую шину (вывод 11), этот вывод должен быть подключен непосредственно к цифровой земле

У микросхемы 1108ПП1 предусмотрен вход “бланкирования“ (вывод 6), который может управляться стандартным ТТЛ сигналом ( >2,4 В). Высокий уровень по входу “бланкирования“ позволяет принудительно запереть выходной транзистор, и таким образом в режиме ПНЧ можно объединять выходы нескольких микросхем 1108ПП1 на одну нагрузку, т.е. образовать на резисторе R2 коммутатор с поочередным подключением аналоговых каналов. На неинвертирующий вход компаратора (вывод 9 микросхемы) в режиме ПЧН можно подать пороговое напряжение для непосредственного согласования компаратора с логическими уровнями входного сигнала. Для обеспечения нормальной работы преобразователя в режиме ПЧН длительность импульсов, подаваемых на вход микросхемы, должна быть установлена

---

в заданных пределах.
Присоотношениеструктурнойипринципиальнойсхемможнозаметить:

1. 
   ????_1,????₁ и ОУ(операционный усилитель) в принципиальной схеме и R, C и D(интегрирующий операционный усилитель) в структурной схеме– это блок интегрирования(устройство, выходной сигнал которого пропорционален интегралу, обычно по времени, от входного сигнала.)
   
2. 
   Два компаратора аналоговых сигналов(КН) с +????_0???? и − ????_0???? в структурной схеме и два компаратора аналоговых сигналов(КН) в принципиальной схеме - сравнение мгновенные значения двух сигналов друг с другом (если первый сигнал больше второго - на выходе
   

логическая1,еслименьше-навыходелогический0)

3. 
   RST-триггер, логический элемент «И», ????_19,????₁₅, VT1 в принципиальной схеме это - устройство управления(УУ) и ключ(Кк) (оно вырабатывает
   

распределеннуювовремениипространствепоследовательностьвнутреннихивнешнихуправляющихсигналов,обеспечивающихвыборкуивыполнениекоманд)

4. 
   В структурной схеме на выходе изображен счетчик(СТ), а так как все элементы структурной схемы по отношению к принципиальной схеме одинаковы, следовательно, мы можем отметить, что СТ можно поставить и на выход принципиальной схемы, чтобы получить двоичный код. (Счетчиком называется цифровое устройство, предназначенное для счета числа входных импульсов.)
   
   2. 1   2   3   4   5   6   7

---

Выбор схемы преобразователя уровней

НеобходимоспроектироватьирассчитатьпреобразовательуровнейКМДП-ТТЛШ.ПринепосредственномсопряженииЛЭКМДП-типасЛЭ
вых
ТТЛШ- типа выходные токи КМДП- элементов I_выхи I¹ могут быть недостаточными для управления входами ТТЛШ- элементов. Для усиленияэтихтоковисогласованияуровнейиспользуетсяПУ,простейшаясхемакоторого приведена на рисунке 4. На рисунке 5 приведены режимы работыПУ.Рисунок4-СхемаПУКМДПТТЛШРисунок5-РежимыработыПУСтавитсязадачаспроектироватьПУКМДПТТЛШдлярасположенных на одной и той же плате конкретных ТТЛШ ИС и КМДП ИСс заданными нагрузочной способностью ПУ - n, частотой переключения П – fитемпературнымдиапазономработыПУ,схемапреобразователяможетсодержатьтолькоодинбиполярныйтранзисторVT,атакжерезисторыR_киR_б(рисунок4).НапряжениеЕвыбираетсяравнымнапряжениюпитанияТТЛШИС.ЕслиU_вх=U°_кмдп0б>, то транзистор VT находится в режиме отсечки (рисунок 5, а), и Напряжение на коллекторе транзистора VT, равное напряжению на выходе ПУ, должно быть больше уровня логической 1 ТТЛШ

• 
  элементов U_1ттлш.
  

вх ттлш

кб о
????_вых = ???? − ⁽????????¹ + ????

⁾????

≥ ????¹

ттлш
кГде: n – нагрузочная способность ПУ;

I_кбо– обратный ток коллекторного перехода транзистора VT;

Если U_вх= U_кмдп, то транзистор VT должен находится в режиме насыщения, т.е.

????_б = ????????_бн = ????

^????кн



????

Со степенью насыщения S = 1,5 – 2; при больших 5 существенно снижается быстродействие ПУ.


кмдп б,
Из рисунка 4 видно, что при условии U_вх= u¹ , ток базы I

протекающий в цепи базы транзистора VT равен:

????_б

^????вх ^{− ????}об

= =

????_б

1


???? − ????
кмдп об



????_б

При этом ????_б ≤ ????_{вых кмдп} ; ????_б < ????_{б макс};

В коллектор насыщенного транзистора VT (рисунок 5, б) втекает ток

???? = ????

+ ????⁰ = ^{???? − ????кэн} + ????????^????

кн ????к

вх ттлш

????_б

вх ттлш

Ток I_кн, найденный по формуле, должен быть меньше максимально допустимого тока I_кмаксвыбранного транзистора VT, т. е.:

^????кн ^{< ????}кмакс

Напряжение Uвых на выходе ПУ, равное потенциалу на коллекторе насыщенного транзистора VT, не должно превышать уровня логического 0 ТТЛШ-элемента U^о_ттлш

????⁰ = ???? ≤ ????⁰

вых

кэ н

ттлш

На передаточной характеристике U_вых= f(U_вх)рассматриваемой схемы можно выделить три участка:

Если VT открыт I_бопределяется формулой:

????_б

^????вх ^{− ????}об

= =

????_б

1


???? − ????
ттлш об



????_б

Пока

????_б ≤ ????_бн =
^????кн



????

VT работает в активном режиме и

???? = ???? − ⁽????
+ ????????^{о )}????

^????вх^−????об

≈ ???? − (???? ) ????

вых

к вх ттлш к

_????б к

Если VT находится в режиме отсечки, то ПУ потребляет

???? − ????_кэн

???? = ???????? = Е ( + ????????^???? )

кн _????к

вх ттлш

Статические свойства схемы ПУ наглядно отражаются ее передаточной характеристикой – зависимостью U_вых= f(U_вх). Расчёт преобразователя уровней КМДШ  ТТЛШ проводится с использованием выражений:

1. 
   Зависимость обратного тока от температуры окружающей среды:
   

????−????_????

????_????⁽????⁾ ≈ ????_????(????_????)2 ^????∗ , где T– температура, при которой определяют ток I_o; I_o(T_o)

• 
  значение тока I_o, при некоторой исходной температуре T_o, которое приводится в справочнике; T^* - температура удвоения, при которой ток I_o(T_o)удваивается
  

2. 
   Первое ограничение сверху, накладываемое на R_к:
   

???? − ????¹

????_к ≤ ₁

ттлш

^????????вх ттлш ^{+ ????}кб о

где: Е - минимальное напряжение питания при заданном допуске;

????????¹ + ???? - максимальное значение входного тока кмдп-элемента и

вх ттлш кб о

обратного тока коллектора транзистора VT, которые достигаются при

максимальной температуре Т_максзаданного температурного диапазона работы ПУ.

3. 
   Второе ограничение снизу, накладываемое на R_к:
   

здр
????^0,1 ≈ 2,3????_к????_н

Если задана частота, то:

????


????
^{????к ≥} 2,3????????

4. 
   
   Ограничение, накладываемое на Rк, максимальным током коллектора используемого биполярного транзистора:
   

^{???? − ????}кэ нас

????
????_к ≥

кмакс

0


− ????????
вх ттлш макс

5. 
   Из условия, что ток I_бне должке превышать максимально допустимый ток I_{1выхттл}, получаем первое ограничение снизу на велечину Rб:
   

????¹ − ????

????_б ≥

ттл об



_????1

вых кмдп

6. 
   Для определения ограничения сверху на величину Rб потребуем, чтобы при минимальном начении тока для выбраного транзистора VT обеспечивалась бы степень насыщения S.
   

????(????¹ − ????

)????

???? ≤

кмдп

об к

^б ????(???? − ????_кэн)

KТ3117Б.

1   2   3   4   5   6   7

---

Выбор биполярного транзистора

Дляпреобразователяуровнейвыбираембиполярныйтранзистор

---

????????¹ +???? - максимальное значение входного тока ТТЛШ-вхттлш кбоэлемента и обратного тока коллектора транзистора VT, которые достигаютсяпримаксимальнойтемпературеТ_макс=+45СзаданноготемпературногодиапазонаработыПУ.Рассчитаеммаксимальныезначениятоковпримаксимальнойтемпературе:????¹ =????¹ ∙2∙^{????−????????}=5∙10⁻⁶∙2∙⁴⁵⁻²⁵=28,6мкА

---