Блок возбуждения для ВТП

Страница 2

:М

ОГ

ГУН

ФЧД

fc - частота сигнала подающегося на вход формирователя сигнала

3.1.1. Опорный генератор (ОГ).

В качестве ОГ выбираем генератор с кварцевым резонатором на 16 МГц микросхема РК374.

3.1.2. Счетчики -делители частоты M и N.

Счетчик М служит для задания шага изменения частоты. Счетчик N необходим для обеспечения сетки частот изменяющихся с заданным шагом fог/M. Предполагается что счетчики управляются цифровым кодом с ЭВМ. Выбираем счетчики серии КР1554ИЕ10 (аналог -74ALS161AN фирмы National ,USA). Микросхема КР1554ИЕ10 - это четырехразрядный двоичный синхронный счетчик. Счетчик запускается положительным перепадом (фронтом) тактового импульса на входе С. Сброс всех триггеров счетчика в нулевое состояние осуществляется по общему входу R(инв.). Режим параллельной загрузки информации устанавливается подачей напряжения низкого уровня на вход разрешения параллельной загрузки PE(инв.) , при этом предварительно установленная на входах D0 .D3 информация по фронту импульса на входе С записывается в триггеры счетчика. Для синхронного каскадирования микросхема КР1554ИЕ10 имеет вход разрешения счет ЕСТ , вход разрешения переноса ЕСR и выход переноса CR. Счетчик считает тактовые импульсы , если на входах ECT и ECR подано напряжение высокого уровня. Вход ECR последующего счетчика соединяется со входом CR предыдущего счетчика.

Условно-графическое обозначение

КР1554ИЕ10

Таблица назначения выводов

R(инв.)

ECT

PE(инв.)

ECR

D03

D02

D01

D00

Ucc

вход установки в состояние «лог. 0»

вход тактовый

вход данных

вход разрешения счета

общий вывод

вход разрешения парал. загрузки

вход разрешения переноса

выход данных

выход переноса

напряжения питания

Предполагается что цифровые входы данных D0 .D3 , а также входы R(инв.) , ECT , ECR и PE(инв.) будут управляться с ЭВМ , соответствующим программным и аппаратным обеспечением .

3.1.3. Фазово-частотный детектор (ФЧД).

Если на схему ФЧД приходят равные частоты fог/M и fвых/N то из условия равенства этих частот получаем . В качестве ФЧД выбираем ИМС исключающее « или » серии К155ЛП5 (Аналог 74ALS86).

3.1.4. Генератор управляемый напряжением (ГУН).

ГУН - генератор , частота которого пропорциональна управляющему напряжению. Выбираем ИМС К531ГГ1 (Аналог 74S124N).

Микросхема 531ГГ1-представляет собой два генератора. Частота каждого генератора управляется напряжением. Каждый генератор представляет собой автомультивибратор , имеющий вход управления частотой (УЧ) выводы 1 и 2 и диапазоном частоты (Д) выводы 14 и 3. К выводам 12 и 13 подсоединим кварцевый резонатор КР374 на 16МГц. 16,15 - Uп; 9,8-общий вывод. Для обеспечения заданного диапазона частоты ко входам 4-5 присоединяем конденсатор емкостью с=2 пФ (КД‑1‑2пФх100В).

3.1.5. Интегратор.

Для управления работой ГУН служит интегратор на операционном усилителе

Параметры R и С выбираем из условия , что постоянная времени интегрирования должна быть больше максимальной длительности сигнала в 10 раз.

т.е. RC>10 мс. tи=R*C >10*T ;

T=1/f=1/1КГц=1мс ;

Выбираем R=100 КОм (МЛТ-0.25-100 кОм ±5%) ; С=1 мкФ (К50‑6‑1мкФх6.3 В);

Таким образом постоянная времени интегратора будет tи=R*C=100 мс;

Интегратор выполним на основе быстродействующего ОУ 544УД2:

Ku=20000;

Uсм=30 мВ;

Iвх=0.1 нА;

f1=15 МГц

Выходное напряжение интегратора будем рассчитывать по формуле:

(1)

, где (2)

Посчитаем погрешность интегрирования, связанную с дополнительным напряжением на входе ОУ из-за неидеальности его свойств.

DUвх=IвхR=1.10-3 В

dUвх=DUвх/Uвх=2.10-4%

Относительная ошибка интегрирования:

g=tи/2tC=10-5

Íàéäåì ÷àñòîòó wâ : wâ=1/(Ku+1)RC=2.10-4 Ãö.

3.2. Формирователь сигнала (ФС).

Формирователем сигнала заданной формы является восьмиразрядный сдвиговый регистр с последовательной загрузкой и параллельной выгрузкой КР1533ИР8 (Аналог 74ALS164). Микросхема КР1533ИР8 представляет собой восьмиразрядный сдвиговый регистр с последовательной загрузкой и параллельной выгрузкой. Наличие двух входов последовательной загрузки A и B позволяет использовать один из них в качестве управляющего загрузкой данных: низкий уровень напряжения хотя бы одном из них по положительному фронту тактового импульса устанавливает первый триггер регистра в состояние низкого уровня напряжения , в то же время [RU1] высокий уровень напряжения на управляющем входе позволяет по другому входу осуществлять ввод данных в последовательном коде. Частота следования импульсов по входу С - не более 50 МГц , т.е. вполне пригодно т.к. максимальная частота дискретного синусоидального сигнала будет на выходе fвых = 50/16 » 3МГц , что соответствует техническому заданию.

Таблица назначения выводов

CLК

CLR

Vcc

GND

вход информационный

вход тактовый

вход сброса

выход

напряжение питания

общий вывод