Порядок выполнения

1. Разработать принципиальную электрическую схему устройства на интегральных микросхемах любой серии.

2. Привести временные диаграммы работы или таблицы истинности.

3. Дать полное описание работы.

1.4.2. Методические указания

Для выполнения данной контрольной работы необходимо основательно проработать тему «Функциональные блоки и узлы систем и устройств телемеханики» и повторить материал по электронным устройствам автоматики. Временные диаграммы привести в основных определяющих точках. Если невозможно выполнить устройство на интегральных микросхемах, то должно быть сделано чёткое обоснование выбора других элементов.

Пример 6. Привести схему модулятора ШИМ сигнала, основанную на перемножении модулирующего сигнала с нарастающим.

Решение. Принципиальная элементарная схема приведена на рис. 1.4, а временные диаграммы, поясняющие принцип работы, на рис. 1.5.

Рисунок 1.4 – Принципиальная электрическая схема ШИМ модулятора

Рисунок 1.5 – Временные диаграммы работы ШИМ модулятора

В исходном состоянии триггер DD1 находится в единичном состоянии (Q = 1), транзистор VT4 открыт и конденсатор C2 разряжен через открытый транзистор. При подаче тактовых импульсов (диаграмма 1) триггер DD1 устанавливается в нулевое состояние (Q = 0, диаграмма 5), транзистор VТ4 открыт, конденсатор С2 заряжается по цепи: Е_п, диод VD1, резистор R6, конденсатор C2, корпус (диаграмма 2). Это линейно изменяющееся напряжение через эмиттерный повторитель VT5 поступает на базу транзистора VT1, на эмиттер которого поступает модулирующий сигнал (диаграмма 3). В моменты, когда база становится более положительной по отношению к эмиттеру, транзистор VT1 открывается, что приводит к открытию транзисторов VT2 и VT3 (диаграмма 4). Сигнал с коллектора VT3 устанавливает триггер DD1 в единичное состояние (Q = 1, диаграмма 5), транзистор VT4 открывается и конденсатор С2 быстро разряжается через него.

Таким образом, обратное опрокидывание триггера зависит от амплитуды входного сигнала, а следовательно, длительность импульса (диаграмма 5) изменяется пропорционально амплитуде модулирующего сообщения. Конденсатор С3 и диод VD1 предназначены для повышения линейного напряжения на эмиттере VT5 на начальном участке зарядки конденсатора С2. При поступлении второго тактового импульса на вход С триггера DD1 цикл работы повторяется.

Пример 7. Привести схему преобразователя параллельного кода Грея в последовательный двоичный код.

Решение. Обозначим разряды в коде Грея через b_nb_n-1,…,b₂b₁, а разряды в двоичном коде через a_na_n-1,...,a₂a₁. Тогда в соответствии с [2] каждый a_k – разряд в двоичном коде может быть определён из выражения

, (1.19)

т.е. для определения k-го разряда в двоичном коде необходимо просуммировать все разряды в коде Грея, начиная со старшего до преобразуемого по модулю два. Тогда схема преобразователя четырёхразрядного кода Грея в четырёхразрядный двоичный код будет иметь вид, представленный на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Преобразователь кода Грея в двоичный код

При поступлении импульса записи на вход V регистра DD1 преобразуемая кодовая комбинация записывается в регистр. На выходе DD2-DD4 будут сформированы разряды двоичного кода в соответствии с выражением (1.19) при этом старший разряд остаётся без изменения. Эти сигналы подаются на информационные входы мультиплексора DD6. Состояние мультиплексора приведено в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Состояние мультиплексора DD6

Проверка: кодовой комбинации в коде Грея соответствует десятичное число 15 – 7 + 1 = 9, а преобразованной 1001 в двоичном коде соответствует десятичное число 8 + 1 = 9, т.е. преобразователь построен правильно.

Таблица 1.6 – Варианты заданий к контрольной работе № 4