Проектирование перестраиваемого генератора синусоидального напряжения с устройством индикации частоты и источником питания (стр. 3 из 3)

В техническом задании указана погрешность дискретности равная 10 Гц, поэтому к микросхеме СД нужно подключить 4 индикатора (HG1 – HG4).

После вывода результата измерения при помощи преобразователя фронта (среза) в импульс происходит сброс счётчиков и триггера. Он представляет собой либо R-C цепочку, либо структуру из 3-х инверторов 530ЛН1 и элемента И(ИЛИ)-НЕ, на которой происходит кратковременная генерация логической "1", которая, поступая на вход "reset", сбрасывает либо счётчик, либо триггер.

Элемент "И" совместно с T-RS- триггером обеспечивает прохождение сигнала с выхода формирователя на вход СДИ элемента в течение заданного времени счёта, он реализован в схеме двумя элементами 2И-НЕ – микросхема 530ЛА3. (DD9.2, DD9.3).

Расчёт мультивибратора.

Длительность стадии зарядки T₁ и разрядки T₂ конденсатора можно оценить с помощью уравнений:

T₁=0,7(R₁+R₂)∙C₁;

T₂=0,7R₂∙C₁,

Где T₁=1 с – время индикации частоты, T₂=1,1 с – время счёта.

Зададим С₁=10 мкФ, тогда

Ом,

кОм [E192].

Таким образом, R₁=14,3 кОм. Частота генерируемых сигналов в данном случае равна:

с^-1.

Поскольку операционные усилители не могут работать без нагрузки, то выбираем R₃=50,5 кОм и R₄=50,5 кОм.

Расчёт RC-цепи

Зададим резистор R₅=50,5 кОм.

Вычислим значение конденсатора С₂ из условий:

t=R₅∙C₂, где

, t=10^-4.

нФ.

Проектирование блока питания

Источник питания должен обеспечить питание частотомера и генератора, а именно:

Операционному усилителю К140УД26А с напряжением питания U_пит= ±15 В, мультивибратору К1006ВИ1 с напряжением питания U_пит= +9 В, микросхеме 530ИЕ14 напряжением питания U_пит= +5 В, микросхеме 530ЛА3 с напряжением питания +5 В, микросхеме 133ПП4, индикатору АЛС333Б с напряжением питания +9 В, микросхеме 530ЛЕ1 с напряжением питания U_пит= +5 В, микросхеме 530ЛН1 с напряжением питания U_пит= +5 В, микросхеме 530ТМ2 с напряжением питания U_пит= +5 В.

Суммарный потребляемый ток данных микросхем, нагрузки усилителя равен

I_пот= I_{пот.ген}+ I_{пот.част}+ I_нагр=8∙10^-3+190∙10^-3+10∙10^-3=0,208 А.

Исходя из этого, выбираем трансформатор Т₁ТП–112-9 с током номинальной нагрузки 0,35 А, имеющий 2 вторичные обмотки с номинальным напряжением U_ном=17 В.

Для выпрямленного напряжение на вторичных обмотках трансформатора используем 2 диодных моста VD1, VD2 серии КЦ419А с I_{пр. max}=1,5 А.

Для стабилизации напряжения будем использовать:

для напряжения питания U_пит1= +15 В – микросхему DA1 K142EH8,

для напряжения питания U_пит2= -15 В – микросхему DA2 K142EH11,

для напряжения питания U_пит3= +9 В – стабилитрон СТ1 KС191С с I_ст1=10 мА,

для напряжения питания U_пит4= +5 В – стабилитрон СТ3 KС156А с I_ст3=10 мА.

Определим номиналы сопротивлений R₁, R₂:

Ом.

Ом.

Конденсаторы С₁, С₂, С₃, С₄ возьмём по 100 мкФ.

Для защиты от перегрузок включаем плавкий предохранитель.

Заключение

генератор кварцевый резонатор частотомер

В данной курсовой работе разработан перестраиваемый генератор синусоидального напряжения с источником питания и устройством индикации частоты выходного сигнала. Все параметры данного генератора соответствуют изложенным в техническом задании.

Данное устройство качественно, надежно и экономично.

Библиографический список

1. Гусев В Г., Гусев Ю. М., Электроника. -2 изд., перераб., допол., М.: Высшая школа, 1991.

2. Гутников Интегральная электроника в измерительных устройствах, М

3. В. Л. Шило "Популярные цифровые микросхемы" М. 1989 г.

4. Хоровиц, Хилл. Искусство схемотехники.-М.: "Мир", 1983, 1985, 1992.

5. Пратт. Практическая электроника.

6. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника.-М.: "Мир", 1983.

7. Достал. Операционные усилители

8. Гусев В. Г., Мулик А. В. Проектирование электронных аналоговых измерительных устройств.

9. Иванов и др. Оптоэлектронные приборы.

10. Н. Н. Васерин "Применение полупроводниковых индикаторов" М. 1991 г.

11. Ю. И. Степанов "Справочник по ЕСКД" К. 1975 г.

12. А Уильямс "Применение интегральных схем" М. 1987 г.

13. С. А. Бирюков "Цифровые устройства на интегральных микросхемах" М. 1991 г.

14. Барсуков Ф. И. Генераторы и селективные усилители низкой частоты. -М.: Энергия, 1964 г.

15. Виноградов Ю. В. Основы электронной и полупроводниковой техники. -2 изд. допол., М.: Энергия, 1972 г.

16. Войшвилло Г. В. Усилительные устройства. -2 изд. перераб., допол.,- М.: Радио и связь, 1983 г.

17. Горюнова Н. Н. Транзисторы: справочник. -2 изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1986г.

18. Славский Г. Н. Активные RC и RLC фильтры и избирательные усилители. –М.: Связь, 1966 г.