|
|
Микроэлектроника
11. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ТВОРЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
Задание. Спроектировать интегратор сигнала ошибки, формирующий 12-разрядный код управления Nу при подаче на его входы 12-разрядного кода задатчика Nз и 12-разрядного кода сигнала обратной связи Nос (рис. 11.1).
Решение. Структурная схема цифрового интегратора показана на рис. 11.2. Схема вычитания формирует модуль и знак сигнала ошибки. Частота импульсов на выходе преобразователя код-частота пропорциональна модулю сигнала ошибки и зависит от частоты тактового генератора G. Собственно интегратор выполнен на реверсивном двоичном счетчике. Направление интегрирования зависит от знака сигнала ошибки, скорость – от модуля сигнала ошибки. При совпадении кодов задатчика и сигнала обратной связи счет прекращается. На выходе реверсивного счетчика формируется код управления Nу.
Функциональная схема проектируемого устройства приведена на рис. 11.3. На входы 12-разрядного сумматора подаются код задатчика Nз и инверсный код сигнала обратной связи. При Nз>Nос формируется единичный сигнал переноса Р, элементы «Исключающее ИЛИ» работают как повторители и  , где  . Сигнал с частотой f*N/212 поступает на суммирующий вход счетчика и выходной код Nу растет. Исполнительный орган системы автоматического управления вызывает рост регулируемой величины и растет сигнал обратной связи, пока не будет выполнено условие Nз=Nос. Если счетчик достиг максимального состояния Nу=4095 (единицы во всех 12 разрядах), а на суммирующий вход продолжают поступать счетные импульсы, в счетчике принудительно фиксируется Nу=4095 (сигнал переноса загружает в него число FFFH со входов предустановки).
При Nз≤Nос логические элементы «Исключающее ИЛИ» работают как инверторы (Р=0) и  . Импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика, вызывая уменьшение Nу и регулируемой величины. Если счетчик достигает минимального кода Nу=0, а на вычитающий вход продолжают поступать счетные импульсы, сигнал заема (≤0) принудительно сбрасывает счетчик в нуль. Изменение частоты f эквивалентно изменению постоянной времени интегратора. Уменьшением f можно добиться устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Условные графические обозначения микросхем
Л ИТЕРАТУРА
Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник. – М.: Машиностроение, 1993. – 256 с.
Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. – М.: ДМК, 2000. – 240 с.
Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов электрорадиоприборостроительных сред. cпец. заведений – 6-ое изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1999. – 351 с.
Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ. пособие.– 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Радио и связь, 1989. – 240 с.
Денисов Н.П., Шарапов А.В., Шибаев А.А. Электроника и схемотехника: Учебное пособие. В 2-х частях. – Томск: Изд. ТУСУР, 2003. – Ч.1: Компоненты электронных устройств. Схемотехника цифровых электронных устройств. – 270 с.
6. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1986. – 280 с.
Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные устройства: Учебн. для техникумов связи. – М.: Горячая линия–Телеком, 2000. – 336 с.
Микросхемы и их применение: Справ. пособие – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1989. – 240 с.
Овчаренко Н.И. Аналоговые и цифровые элементы автоматических устройств энергосистем. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 320 с.
Партала О.Н. Цифровая электроника. – С-Пб.: Наука и техника, 2000. – 208 с.
Потехин В.А. Цифровые устройства и микропроцессоры. Часть 1: Учебное пособие. Томск: ТУСУР, 2002. 263 с.
Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. – М.: Радио и связь, 1990. – 304 с.
Сергеев Н.П., Вашкевич Н.П. Основы вычислительной техники: Учебн. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1988. – 311 с.
Справочник по интегральным микросхемам / Б.В. Тарабрин, С.В. Якубовский и др. – М.: Энергия, 1980. – 816 с.
Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство/Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ.– Изд. 6-ое. – М.: Мир, 2001. – 704 с.
Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/ Мальцев П.П., Долидзе Н.С., Критенко М.И. и др.– М.: Радио и связь, 1994. – 240 с.
Цифровые интегральные микросхемы: Cправочник/ М.И. Богданович и др.– Минск.: Беларусь, 1991 – 493 с.
Цифровые и интегральные микросхемы: Справочник/С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др.; Под ред. С.В. Якубовского. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.
Шарапов А.В. Цифровые и микропроцессорные устройства: Учебное пособие.– Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 1999. – 161 с.
Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник – М.: Металлургия, 1988. – 352 с.
Эвреинов Э.В., Бутыльский Ю.Б., Мамзелев И.А Цифровая и вычислительная техника: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1991. – 464 с.
Янсен Й. Курс цифровой электроники: Сложные ИС для устройства передачи данных/Пер. с голл. т.– 3– М.: Мир, 1987. – 412 с.
|
|
|
Скачать 3.37 Mb.