Главная страница
Навигация по странице:

  • Анализ и синтез типовых электронных устройств

  • Аннотация выполненной работы 1

  • Расчет и построение логарифмической амплитудно - частотной характеристики преобразователя сигналов на операционном усилителе

  • Задание 2 Синтез комбинационного устройства в заданном базисе логических элементов

  • Аннотация работы №2

  • Синтез комбинационного устройства в заданном базисе логических элементов

    		•

    Анализ и синтез типовых электронных устройств


    Скачать 441.83 Kb.
    НазваниеАнализ и синтез типовых электронных устройств
    Дата18.04.2022
    Размер441.83 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаVar_40_1.docx
    ТипКурсовая
    #482489
    страница1 из 2
      1   2

    Министерство науки и высшего образования РФ

    Московский авиационный институт

    (национальный исследовательский университет) МАИ

    ______________________________________________________________

    Кафедра 309 «Теоретическая электротехника»

    Курсовая работа КР2 по модулю «Электроника»

    базовой дисциплины для вузов «Электротехника и электроника»

    на тему:

    Анализ и синтез типовых электронных устройств

    Вариант 40

    Выполнила студент: Алисабри Бахри

    Группа: М3О-336Б-19

    Проверил:

    Москва

    2022

    Аннотация выполненной работы 1
    В Задании 1 проведен анализ частотных свойств преобразователя аналоговой информации, выполненном на основе операционного усилителя. При анализе схемы и её расчёте использован операторный метод получения передаточных функций элементарных звеньев и преобразователя, охваченного цепью отрицательной обратной связи. На основе передаточной функции рассчитана и построена ЛАЧХ заданного преобразователя и определены основные параметры устройства.

    Задание 1

    Расчет и построение логарифмической амплитудно - частотной характеристики преобразователя сигналов на операционном усилителе

    Д
    ля заданной схемы (рис.2.1) преобразователя аналоговых сигналов на операционном усилителе DA рассчитать и построить его ЛАЧХ и определить основные параметры.

    Рис. 2.1. Обобщенная схема преобразователя аналоговых сигналов на основе операционного усилителя DA

    Для этого согласно варианту (см. табл. 2.1) необходимо:

    2.1.1. Вычертить в соответствии с ГОСТ расчётную принципиальную электрическую схему преобразователя аналоговых сигналов, руководствуясь заданными в таблице 2.1 номерами Х последовательного звена коррекции ЭЦ-Х, звена ЭЦ-Х отрицательной обратной связи (ООС), их схемами, представленными в таблице 2.2, а также типом операционного усилителя ДА (табл. 2.4).

    2.1.2. Пронумеровать сначала элементы последовательной цепи коррекции ЭЦ-Х, а затем – элементы цепи ЭЦ-Х ООС усилителя. Нумерацию элементов цепей выполнять слева направо.

    2.1.3. Из таблицы 2.3 выписать заданные параметры звеньев преобразователя, а из таблицы 2.4 – тип и коэффициент усиления К0 используемого операционного усилителя ДА.

    2.1.4. Записать в общем виде передаточную функцию преобразователя.

    2.1.5. Получить передаточные функции последовательного звена коррекции и звена цепи ООС преобразователя.

    2.1.6. Получить передаточную функцию операционного усилителя с заданным звеном в цепи ООС усилителя.

    2.1.7. С учетом полученных передаточных функций звеньев записать передаточную функцию преобразователя . Полученную передаточную фун­кцию преобразовать к виду, содержащему стандартные сомножители из перечисленных: К, р, 1/(p), р + 1, 1/(р + 1), где К =  постоянный коэффициент,  постоянная времени звена, р – оператор Лапласа. Значения К и  определяются параметрами элементов звеньев.

    2.1.8. Вычислить численные значения параметров К и , входящих в передаточную функцию преобразователя сигналов.

    2.1.9. Вычислить частоты сопряжения асимптот ЛАЧХ (диаграммы Боде) анализируемого устройства и значения коэффициентов передачи для этих частот.

    2.1.10. Используя полученные значения, построить диаграмму Боде преобразователя сигналов, определить его коэффициент передачи и полосу пропускания.

    2.1.11. Сформулировать выводы по результатам выполненного задания.

    Вариант №40

    Расчет и построение логарифмической амплитудно - частотной характеристики преобразователя сигналов на операционном усилителе
    Построим ЛАЧХ преобразователя с параметрами для варианта 40: последовательно звено коррекции – ЭЦ-5, звено ООС – ЭЦ-8, тип ОУ – вар.3, параметры звеньев – вар.40. С этой целью:

      1. Вычерчиваем расчетную схему устройства, выбирая из методических указаний таблица 2.2 звено с передаточной функцией ЭЦ-5, которое включено во входную цепь ОУ и звено с передаточной функцией ЭЦ-8, которое включено в цепь ООС ОУ с коэффициентом усиления К0 (таблица 1.1; рис. 1.2).

    Таблица 2.1.1

    Типовые звенья преобразователя

    ЭЦ-5
    ЭЦ-8








    R3
    R4



    С2


    К0
    ∞
    С1





    R2
    DA


    Uвх
    Uвых
    R1



    Рис. 2.1.1. Расчетная схема преобразователя

      1. Выписываем параметры (таблица 1.2) элементов и тип ОУ из методического указания:

    Таблица 2.1.2

    Параметры звеньев преобразователя

    R1, кОм
    R2, кОм
    R3, кОм
    R4, кОм
    R5, кОм
    R6, кОм
    С1
    С2

    0,68
    2,4
    150
    680
    56
    1500
    3,3 нФ
    7,7 нФ


    Таблица2.1.3

    Параметры операционных усилителей

    Тип ОУ
    Коэффициент усиления К0 ОУ

    К140УД5А
    1500




        1. Записываем выражение для передаточной функции преобразователя:

    WПР(р)= W1(р)* WОУ(р).

        1. Определим передаточную функцию последовательного звена коррекции W1(р), воспользовавшись правилом делителя напряжения при операторных сопротивлениях элементов Z1(p) = 1/C1p, Z2(p) = R1:



    где: .

    Определим передаточную функцию звена цепи ООС WОС(p) преобразователя, воспользовавшись правилом делителя напряжения при операторных сопротивлениях элементов





    где: ; .

        1. Получим передаточную функцию операционного усилителя с заданным звеном в цепи ООС усилителя:





    где:

        1. Запишем передаточную функцию преобразователя с учетом полученных передаточных функций звеньев:



        1. Вычислим коэффициенты, входящие в полученную передаточную функцию:













        1. Частоты сопряжения ЛАЧХ для полученной функции и значение исходного коэффициента передачи L(0):















    Изменение коэффициента передачи устройства К в диапазоне действия отдельных звеньев можно определить из заданного наклона ЛАЧХ каждого звена.

    дБ/дек. Откуда

    .

    Знак перед логарифмом определяется расположением соответствующего сомножителя iр + 1 в выражении передаточной функции : если он находится в числителе, то берётся знак (+), если расположен в знаменателе, то ставится (). Значения lg(вер) и lg(ниж) находят в диапазоне каждого наклона (отрезка) ЛАЧХ.

    После частоты 1 действует звено, расположенное в знаменателе 1 и звено, расположенное в числителе 1 передаточной функции. Поэтому после 1 суммарный наклон ЛАЧХ равен нулю.


        1. На рис. 2.2.3 представлена ЛАЧХ исследуемого устройства.



    L(0)


    20 дБ/дек





    Вывод:

    Исследуемый преобразователь аналоговых сигналов фактически является филь­тром верхних частот, обеспечивающий усиление сигналов в диапазоне частот 0…1, и передачу сигналов на уровне 50 дБ в диапазоне частот 0…1. После частоты 1 ЛАЧХ равен нулю.

    Задание 2

    Синтез комбинационного устройства в заданном базисе логических элементов

    По заданным параметрам синтезировать схему комбинационного устройства в заданном базисе логических элементов.

    Для этого согласно варианту (см. табл. 2.5 и табл. 2.6) необходимо:

    2.2.1. По исходным данным составить таблицу истинности устройства.

    2.2.2. Записать совершенную дизъюнктивную (СДНФ) и совершенную конъюнктивную (CКНФ) функции алгебры логики (ФАЛ), описывающие поведение устройства.

    2.2.3. Минимизировать ФАЛ устройства.

    2.2.4. Привести минимизированную ФАЛ к базису заданных логических элементов (см. табл. 2.7).

    2.2.5. Синтезировать схему устройства в заданном базисе логических элементов.

    2.2.6. Нарисовать временные диаграммы, поясняющие работу синтезированного устройства при подаче на его вход заданной последовательности проверочных входных кодов (см. табл. 2.8).

    2.2.7. Сформулировать выводы по результатам выполненного задания.

    Аннотация работы №2

    В Задании 2 по исходным данным была составлена таблицу истинности устройства, записана совершенная дизъюнктивная (СДНФ) и совершенная конъюнктивную (CКНФ) функция алгебры логики (ФАЛ), описывающая поведение устройства, минимизирована ФАЛ устройства. Далее приведена минимизированная ФАЛ к базису заданных логических элементов, синтезирована схема устройства в заданном базисе логических элементов и нарисованы временные диаграммы, поясняющие работу синтезированного устройства при подаче на его вход заданной последовательности проверочных входных кодов.

    По заданным параметрам была синтезирована схема комбинационного устройства в заданном базисе логических элементов.


    Синтез комбинационного устройства в заданном базисе

    логических элементов

    Выбираем из таблиц 2.6, 2.7 и 2.8 методического указания данные по варианту № 40:

     последовательность конституентединицы: 1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 13, 14;

     базис логических элементов: 3ИЛИ-НЕ;

     последовательность проверочных кодов: 2, 12, 8, 5, 7, 9, 14, 0, 3.

      1. По заданным конституентам единицы составим таблицу истинности (таблица 2.1). Максимальная из заданных конституент равна 14, то для отображения входного кода проектируемого устройства достаточно четырех входных переменных.

    Таблица 2.1

    Таблица истинности работы устройства

    Х3
    Х2
    Х1
    Х0
    F(X)



    0
    0
    0
    0
    0
    0

    0
    0
    0
    1
    1
    1

    0
    0
    1
    0
    1
    2

    0
    0
    1
    1
    1
    3

    0
    1
    0
    0
    0
    4

    0
    1
    0
    1
    0
    5

    0
    1
    1
    0
    1
    6

    0
    1
    1
    1
    1
    7

    1
    0
    0
    0
    1
    8

    1
    0
    0
    1
    0
    9

    1
    0
    1
    0
    0
    10

    1
    0
    1
    1
    1
    11

    1
    1
    0
    0
    0
    12

    1
    1
    0
    1
    1
    13

    1
    1
    1
    0
    1
    14

    1
    1
    1
    1
    0
    15



      1. Используя составленную таблицу истинности, запишем СДНФ и CКНФ синтезируемого устройства:





    .

      1. Минимальную дизъюнктивную форму ФАЛ получим с использованием карты Вейча. На карте Вейча (рис. 2.1) можно выделить 3 областей, охватывающие все единичные значения функции.

    Первая область состоит из двух элементов, описываемая произведением неизменных переменных:

    Вторая область – из двух элементов:

    Третья область – из двух элементов:

    Четвертая область – из четырех элементов:

    Пятая область – из одного элемента:

    Шестая область – из одного элемента:































    1

    1
    0
    1

    1



    0
    1

    0



    1

    1
    0

    0



    1



    0
    1

    0









    Рис. 1.1. Карта Вейча для заданного алгоритма

    Окончательно получим минимизированную ФАЛ вида:



      1. Приведем полученную ФАЛ к базису элементов 3ИЛИ-НЕ:













    1

    .5. По полученному выражению синтезируем схему логического устройства в заданном базисе 3ИЛИ-НЕ (рис. 2.2). Для этого элементы, реализующие операцию функции Шеффера, располагают от входа к выходу согласно их месту в ФАЛ.



    Рис. 2.2. Схема логического устройства в заданном базисе 3ИЛИ-НЕ

    1.5. Для получения временных диаграмм коды (2, 12, 8, 5, 7, 9, 14, 0, 3) последовательно подаются на входы спроектированного устройства и прослеживается сигнал, проходящий по всем элементам схемы.



    Рис. 2.3. Временные диаграммы, поясняющие работу спроектированного устройства
      1   2

    написать администратору сайта