Пример выполнения творческого задания

Задание. Спроектировать интегратор сигнала ошибки, формирующий 12-разрядный код управления N у при подаче на его входы 12-разрядного кода задатчика N з и 12-разрядного кода сигнала обратной связи N ос (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 N у.

	Преобразователь код-частота

Функциональная схема проектируемого устройства приведена на рис. 11.3. На входы 12-разрядного сумматора подаются код задатчика N з и инверсный код сигнала обратной связи. При N з > N ос 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 N у растет. Исполнительный орган системы автоматического управления вызывает рост регулируемой величины, и растет сигнал обратной связи, пока не будет выполнено условие N з = N ос. Если счетчик достиг максимального состояния N у = 4095 (единицы во всех 12 разрядах), а на суммирующий вход продолжают поступать счетные импульсы, в счетчике принудительно фиксируется N у = 4095 (сигнал переноса загружает в него число FFFH со входов предустановки).

При N з ≤ N ос логические элементы «Исключающее ИЛИ» работают как инверторы (Р = 0) и . Импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика, вызывая уменьшение N у и регулируемой величины. Если счетчик достигает минимального кода N у = 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.

Список Литературы

1. Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник. — М.: Машиностроение, 1993. — 256 с.

2. Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. — М.: ДМК, 2000. — 240 с.

3. Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов электрорадиоприборостроительных сред. cпец. заведений — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1999. — 351 с.

4. 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.

5. Денисов Н.П., Шарапов А.В., Шибаев А.А. Электроника и схемотехника. Учебное пособие: в двух частях. — Томск, ТМЦДО, 2002. — Ч. 1. — 234 с.

6. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1986. — 280 с.

7. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные устройства: Учебн. для техникумов связи. — М.: Горячая линия — Телеком, 2000. — 336 с.

8. Микросхемы и их применение: Справ. пособие — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1989. — 240 с.

9. Овчаренко Н.И. Аналоговые и цифровые элементы автоматических устройств энергосистем. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 320 с.

10. Партала О.Н. Цифровая электроника. — СПб.: Наука и техника, 2000. — 208 с.

11. Потехин В.А. Цифровые устройства и микропроцессоры. Часть 1: Учебное пособие. — Томск: ТМЦДО, 2002. — 263 с.

12. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. — М.: Радио и связь, 1990. — 304 с.

13. Сергеев Н.П., Вашкевич Н.П. Основы вычислительной техники: Учебн. пособие для вузов. — М.: Высш. шк., 1988. — 311 с.

14. Справочник по интегральным микросхемам / Б.В. Тарабрин, С.В. Якубовский и др. — М.: Энергия, 1980. — 816 с.

15. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство / Пер. с нем. — М.: Мир, 1982. — 512 с.

16. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. —6-е. изд. — М.: Мир, 2001. — 704 с.

17. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / Мальцев П.П., Долидзе Н.С., Критенко М.И. и др. — М.: Радио и связь, 1994. — 240 с.

18. Цифровые интегральные микросхемы: Cправочник / М.И. Богданович и др. — Минск.: Беларусь, 1991 — 493. с.

19. 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.

20. Шарапов А.В. Цифровые и микропроцессорные устройства: Учебное пособие. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 1999. — 161 с.

21. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. — М.: Металлургия, 1988. — 352 с.

22. Эвреинов Э.В., Бутыльский Ю.Б., Мамзелев И.А Цифровая и вычислительная техника: Учебник для вузов. — М.: Радио и связь, 1991. — 464 с.

23. Янсен Й. Курс цифровой электроники: Сложные ИС для устройства передачи данных: Пер. с голл. В трех т. — М.: Мир, 1987. — 412 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ Условные графические обозначения микросхем