Файл: Курсовой проект по дисциплине Электроника тема работы Проектирование аналогоцифрового преобразователя.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 152

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Оглавление

Введение

1. Расчет преобразователя уровней (ПУ).

1.2. Теоретические данные.

1.3. Принцип действия базовых логических элементов

1.4. Логические элементы КМОП серии К561 (К1561) КМОП – микросхемы на комплементарных полевых транзисторах структуры МОП (металл-оксид-полупроводник)Тип логики: КМОП (комплементарные МОП структуры)Состав серии: более 100 типов микросхем комбинационной и последовательностной логики Напряжение питания: Uип = 3…15ВВходной ток уровня логического нуля: Входной ток уровня логической единицы: Выходной ток уровня логического нуля: Выходной ток уровня логической единицы: Выходное напряжение логического нуля (при напряжении питания 10В): Выходное напряжение логической единицы (при напряжении питания 10В): Время задержки переключения с нуля на единицу: Время задержки переключения с единицы на ноль: Коэффициент разветвления по выходу: Температурный диапазон: Зарубежный аналог: серия CD40001.5. Логические элементы ТТЛШ серии К1533. ТТЛШ – (транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки) – разновидность цифровых логических микросхем, построенных на основе биполярных транзисторов и резисторов.Тип логики: ТТЛШ. Состав серии: более 150 типов микросхем комбинационной и последовательностной логикиНапряжение питания: ????и.п.= 5В ±5% Входной ток уровня логического нуля: ????ВХ0 ≤ -0,2 мА Входной ток уровня логической единицы: ????ВХ1 ≤ 20 мкА Выходной ток уровня логического нуля: ????ВЫХ0 ≤ 8 мА Выходной ток уровня логической единицы: ????ВЫХ1 ≤ 0,4 мА Выходное напряжение логического нуля: ????ВЫХ0 ≤ 0,5 В Выходное напряжение логической единицы: ????ВЫХ1 ≥ 2,5 В Время задержки переключения на вентиль: ????зд ≤ 4.5нсКоэффициент разветвления по выходу: ????раз=20 Температурный диапазон: ????= −10…+70℃ Зарубежный аналог: серия 74(54)ALS1.6. Выбор схемы преобразователя уровней. На рис. 10 представлена простейшая схема преобразования уровней элемента ТТЛ-типа в уровни элемента КМОП-типа (ТТЛ->КМДП). Первый каскад (на транзисторе VT1) выполняет функции обычного инвертора-усилителя. Второй каскад (на транзисторах VT2 и VT3) представляет собой обычный комплементарный МОП – каскад (вход КМОП ЛЭ). Чтобы этот каскад работал нормально, значения пороговых напряжений Uпор транзисторов VT2 и VT3 должны удовлетворять условию:Uпор VT2 + Uпор VT3 ≤ Е Рис. 10 – Схема ПУ из ТТЛ в КМДПСхема ПУ работает следующим образом. При Uвх = U0ттл транзистор VT1 находится в отсечке, и на выходе первого каскада U= +E. Транзистор VT2 заперт, а VТ3 открыт, на выходе схемы Uвых ≈ 0 ≤ U0кмоп. При Uвх  = U1ТТЛ транзистор VT1 отпирается до насыщения благодаря базовому току, равному (UBX — eэб)/Rб, где eэб — напряжение на прямосмещенном  р-n-переходе база-эмиттер насыщенного транзисто­ра (для кремниевых транзисторов eэб 

1.7. Выбор биполярного транзистора для ПУ

1.8. Расчёт схемы преобразователя уровней в заданном температурном диапазоне и выбор номиналов резисторов.

1.9. Расчёт мощности, потребляемой преобразователем уровней от источника питания

1.10. Расчёт передаточной характеристики преобразователя уровней для номинальных параметров

1.11. Схема преобразователя уровней и его временная диаграмма

1.12. Интегральный аналог преобразователя уровней

2. АЦП двойного интегрирования

2.1. Схема АЦП двойного интегрирования К572ПВ2

3. Расчёт генератора тактовых импульсов для АЦП

3.1. Виды мультивибраторов

3.2. Принцип работы

3.3. Расчет параметров

3.4. Описание работы генератора тактовых импульсов

4. Вывод

5. Список использованной литературы

Дополнение






5. Список использованной литературы



1. В. Л. Шило «Популярные цифровые микросхемы», Челябинск, «Металлургия», 1989

2. А-Й. К. Марцинкявичус и др. «Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП», Москва, «Радио и Связь», 1988

3. С. В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон Справочник «Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы», Москва «РАДИО И СВЯЗЬ»1990г.

4. www.analog.com сайт компании Analog Devices

5. www.ti.com сайт компании Texas Instruments

6. www.mouser.com сайт компании Mouser

7. А.В.Шилейко « Электронные устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи», Москва «транспорт» 1989г.

Дополнение



В процессе выполнения курсовой работы, мною было выполнено практическое макетирования схемы преобразователя уровня ТТЛ - КМОП на биполярном транзисторе в ключевом режиме. Принципиальная схема собранного макета приведена на рис. 1.


Рис. 1 - Принципиальная схема макета преобразователя уровня
Внешний вид собранного макета приведен на рис.2


Рис. 2 - Вид макета преобразователя уровня

Для исследования работы макета применялись следующие приборы:

  1. Стабилизированный источник питания HY3002

  2. Генератор сигналов произвольной формы Hewlett Packard 33120A

  3. Многоканальный цифровой осциллограф Hewlett Packard 54645D


Сигнал на выходе генератора устанавливался в стандартных ТТЛ-уровнях (лог.0 = 0.4В, лог. 1 = 2.5В). Этот сигнал подавался одновременно на вход макета ПУ и на вход 1-го канала осциллографа. Сигнал с выхода ПУ подавался на вход 2-го канала осциллографа. Частота повторения импульсов устанавливалась согласно задания курсовой работы – 200 кГц, а скважность – равной 5 (рис. 3).


Рис. 3
Осциллограммы сигналов на входе (верхний луч, канал 1) и на выходе (нижний луч, канал 2) приведены на рис. 4.


Рис. 4 – Осциллограммы входного и выходного сигналов ПУ

При исследовании работы макета были произведены измерения времен спада и нарастания импульса на выходе ПУ. Результат измерения времени спада импульса, т.е. перехода выхода ПУ из лог. 1 в лог. 0 приведен на осциллограмме на рис. 5. Длительность перехода составила 35 нс.


Рис. 5 – Измерение длительности перехода лог.1 – лог.0 на выходе ПУ
Результат измерения времени нарастания импульса, т.е. перехода выхода ПУ из лог. 0 в лог. 1 приведен на осциллограмме на рис. 6. Длительность перехода составила 109 нс. Также на осциллограмме хорошо видна задержка начала запирания транзистора, вызванная его выходом из режима насыщения.



Рис. 6 – Измерение длительности перехода лог.0 – лог.1 на выходе ПУ
Выполненное практическое макетирование и инструментальное исследование работы каскада преобразователя уровня показало достаточное практическое соответствие параметров физического устройства и результатов расчетов, а также более-менее приемлемое соответствие практических результатов результатам моделирования в Multisim.