Задача №3. Автогенератор прямоугольных импульсов (ПИ) – делитель частоты – формирователь пусковых импульсов – ждущий генератор ПИ

Исходные данные:

Таблица 5.

Вариант
Частота автогенератора, кГц
Период повторения пусковых импульсов, мс
Длительность импульса ждущего ГПИ, мкс	3,5

 

Расчет автогенератора ПИ с одним конденсатором

Рис. 3.1. Структурная схема автогенератора ПИ с одним конденсатором

 

Оба логических элемента – инверторы (выполняют логическую функцию НЕ, например К155ЛН1). Известными способами инверторы получают из логических элементов И – НЕ либо ИЛИ – НЕ.

 

Вначале по заданной частоте автогенератора определяем период колебаний. Период автоколебаний Т в секундах:

Длительность импульса на первом выходе автогенератора:

Длительность фронта первого импульса:

Длительность импульса на втором выходе автогенератора:

Амплитуда импульсов на обоих выходах автогенератора:

Монтажная нагрузочная емкость:

Порядок расчета

По значению длительности фронта первого импульса (нс) выбираем серию ИМС логических элементов НЕ, И – НЕ, либо ИЛИ – НЕ. При серия К155ЛН1 содержит шесть инверторов (элементов НЕ). Электрические параметры ИМС приведены в таблице №5.

Электрические параметры ИМС:

Таблица 6.

Параметры	К155
	1,6
	0,4

 

Определение средней временной задержки логического элемента:

А также определяем длительность фронта импульсов автогенератора:

Сравниваем полученное и заданное значения так, чтобы выполнялось условие:

При условие выполняется.

Определяем величину входного сопротивления логического нуля выбранных ИМС:

,

где – напряжение питания ИМС, - справочное значение входного нуля.

 

Затем определяем сопротивление навесного резистора автогенератора:

,

где

Из ряда номиналов резисторов и конденсаторов Е24, выбираем номинал резистора .

 

Определяем величины скачков по фронтам импульсов:

– первого импульса

 

– второго импульса,

где - сопротивление открытого диода, встроенного в ИМС.

Проверяем выполнение условия: и больше заданной амплитуды , следовательно, условие выполняется.

 

Находим промежуточную расчетную величину:

.

 

А затем емкость конденсатора:

.

 

Далее выбираем емкость из ряда номиналов, .

Проверяем правильность выбора резистора и конденсатора .

 

Находим время разряда через выходную цепь элемента в состоянии «0» и открытый встроенный диод:

.

 

Определяем время, отводимое для перезаряда входными и выходными токами первого логического элемента автогенератора:

.

 

Находим реальное время, необходимое для перезаряда указанными токами:

,

где τ – эквивалентная постоянная времени перезаряда равна:

где напряжение открывания диода

 

Сравниваем величины z и y – они должны отличаться в пределах 10%:

;

Различие меньше 0,1.

 

Расчет делителя частоты

 

Вначале рассчитаем коэффициент деления частоты:

,

где соответственно указаны частота автогенератора (128кГц) и период повторения пусковых импульсов (2мс).

После этого нужно разбить КДЧ на простые сомножители:

где - коэффициенты деления частоты, каскадов делителя частоты.

Разобьем КДЧ на множители следующим образом:

Тогда ДЧ будет состоять из двух каскадов: КДЧ1 и КДЧ2 = 16 (счетчик К555ИЕ5).