Загрузка...
Категории:

Загрузка...

Московский Государственный Университет Путей Сообщения (миит) Кафедра «Электроника и защита информации» курсовая

Загрузка...
Поиск по сайту:


Скачать 79.43 Kb.
Дата16.03.2012
Размер79.43 Kb.
ТипКурсовая
Содержание
Выбор номинала резистора Rб.
Определение мощности потребляемой ПУ.
Подобный материал:

Московский Государственный Университет Путей Сообщения (МИИТ)

Кафедра «Электроника и защита информации»


Курсовая работа

Преобразователи уровней интегральных схем


Студент:

Группа: ВУИ-411


Вариант №15


Москва 2007


Исходные данные


Вариант №15

Согласуемые элементы серии ИС – К155(КМ155) – К176 (ТТЛ - КМДП)

Нагрузочная способность ПУ – 10

Частота переключения f – 0.5 МГц

Температурный диапазон - 1085оС

Монтажная емкость См=50 пФ

Входная емкость элементов Свх=15 пФ


Задание на курсовую работу


  1. Выбрать конкретные микросхемы из указанных серий, начертить их принципиальные схемы.

  2. Выбрать схему преобразователя уровней и описать его работу.

  3. Выбрать типы биполярных транзисторов и диодов для схемы ПУ, привести необходимые справочные данные.

  4. Рассчитать схему ПУ в заданном температурном диапазоне и выбрать номиналы резисторов, обеспечивающие заданные характеристики ПУ.

  5. Рассчитать мощность, потребляемую ПУ от источника питания.

  6. Рассчитать с помощью ЭВМ передаточную характеристику ПУ Uвых(Uвх) для номинальных параметров и Т=25оС, построить её и определить запасы помехоустойчивости в состояниях лог. 0 и лог. 1 по входу ПУ.



Введение

Преобразователи уровней (ПУ) используются для согласования входных и выходных сигналов по напряжению и току при построении цифровых устройств на различных логических элементах. ПУ должен обеспечить преобразование выходного логического уровня одного элемента ЛЭ1 во входной логический уровень другого элемента ЛЭ2 с заданным коэффициентом разветвления n, т.е. давать требуемый логический уровень для n элементов ЛЭ2, параллельно подключенных к выходу ПУ.

Логические элементы, в зависимости то элементарной базы, на которой они построены, имеют разные напряжения питания и разные значения входных и выходных сигналов.

Для микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), которые построены на биполярных транзисторах, уровень логического «0» входного напряжения 0.8 В, уровень логического нуля выходного напряжения 0.4 В, уровень логической «1» входного напряжения 2.4 В, а уровень логической «1» выходного напряжения 2.8 В. Напряжение питания ТТЛ равно 5 В.

Для микросхем КМДП напряжение питания Епит обычно лежит в пределах от 5 до 15 В, а уровень логического «0» входного напряжения 0.2 Епит, уровень логического «0» выходного напряжения равен 0 В, уровень логической «1» выходного напряжения 0.8 Епит, а уровень логической «1» выходного напряжения Епит.

Пороговое напряжение переключения для ТТЛ составляет 1.2 В, а для КМДП Епит/2. Для согласования выходов ТТЛ микросхем со входами КМДП микросхемы применяются микросхемы К176ПУ5.


Описание микросхем


К155ЛА3(четыре логических элемента 2И-НЕ)
Условное графическое обозначение

1,2,4,5,9,10,12,13 - входы X1-X8;
3 - выход Y1;
6 - выход Y2;
7 - общий;
8 - выход Y3;
11 - выход Y4;
14 - напряжение питания;




К176ЛА7 отличается от микросхемы К155ЛАЗ только нумерацией выводов двух средних (по схеме) логических элементов 2И-НЕ.


Типовые статические параметры используемых микросхем


Параметр

ТТЛ

КМДП

Е,В





U0

0,4

0,3

U1

2,4

4,5

I1вх, мА

0,1

1,5*10-3

I0вх, мА

1,6

1,5*10-3

I1вых, мА

1

2,5

I0вых, мА

16

2,5

Un, В

0,6

1












Справочные данные для К176ЛА7


Параметр

Е,В=9В

U0,В=0,3

U1,В=8,2

I1вх, мА=0,1

I0вх, мА=-0,1

I1вых, мА=0,3

I0вых, мА=0,3

Un(Помех-ть)=0.9






Справочные данные для К155ЛА3


Параметр

Е,В=5В

U0,В=0,4

U1,В=2,4

I1вх, мА=0,04

I0вх, мА=-1,6

I1вых, мА=16

I0вых, мА=-0,4

Un(Помех-ть)=0.9

Краз=10



Принципиальные схемы


Схема преобразователя ТТЛ - КМДП






  1. Выбор напряжения питания П.У.


Напряжение питания ПУ выбрано равным напряжению питания элемента К176ЛА7.

Uп=9В


  1. Выбор номинала резистора Rk.


Составим систему двухсторонних неравенств, из которых найдем номинал резистора:


Из условия, что напряжение на выходе ПУ не должно быть меньше напряжения , для наихудшего соотношения параметров определим первое ограничение сверху на величину Rk:

где - минимальное напряжения питания при заданном допуске.

минимальное напряжение питания при допуске 5%

n=10 – нагрузочная способность


и - максимальные значения входного тока КМДП-элемента и обратного тока коллектора транзистора VT, которые достигаются при минимальной температуре Tмакс, заданного температурного диапазона работы ПУ.







уровень логической «1» на выходе К175ЛА7

кОм


Запишем второе ограничение сверху на величину Rk:



Сn=nCвхм=10*15+50=200 пФ


Отсюда кОм

Из условия тока коллектора насыщенного транзистора VT максимально допустимым током Iк макс для наихудшего соотношения параметров определим ограничение снизу на величину Rk:

где - максимальное напряжения питания при заданном допуске.

Таким образом, мы получаем двухсторонне ограничение на величину Rk, где:

где =9В+0,45В=9,45В

В – напряжение насыщения коллектор-эмиттер

А – максимально допустимый ток коллектора транзистора

мкА


кОм


Таким образом, мы получили двухсторонне ограничение на Rk

кОм кОм кОм

Выберем величину Rk наиболее подходящую под двухсторонне ограничение:




Мощность, рассеиваемая на резисторе Rk при насыщении транзистора VT, определяется выражением:



  1. ^ Выбор номинала резистора Rб.


Составим систему неравенств, из которых выберем номинал резистора в соответствии со стандартным рядом номиналов.


Определим первое и второе ограничение снизу:




U*=0.8В – напряжение насыщения база-эмиттер транзистора

Iбmax =0.1 А – максимально допустимы ток базы транзистора


кОм кОм


Определим ограничение сверху на величину Rб.


кОм


Выбираем величину сопротивления резистора в соответствии со стационарным рядом номиналов резисторов Rб=13кОм


  1. ^ Определение мощности потребляемой ПУ.


Мощность, потребляемая ПУ от источника питания Е в состоянии логической «1» на выходе для наихудшего соотношения параметров определяется выражением:


мВт


Мощность, потребляемая ПУ от источника питания Е в состоянии логического «0» на выходе для наихудшего соотношения параметров определяется выражением:








  1. Построение передаточной характеристики ПУ


На передаточной характеристике ПУ можно выделить три участка

а) Если Uвх, VT находится в отсечке и Uвых определяется выражением




б) Если Uвх==0,8В то VT открыт и его ток базы равен




пока транзистор VT находится в активном режиме.

мА




Ток Iб транзистора VT достигает значения IбНАС при UВх=


в) Если Uвх1,3В то VT находится в насыщении и Uвых=UкэНАС=0,2В


Зависимость Uвых от Uвх выражается формулой






Скачать, 1517.84kb.
Поиск по сайту:

Добавить текст на свой сайт
Загрузка...


База данных защищена авторским правом ©ДуГендокс 2000-2014
При копировании материала укажите ссылку
наши контакты
DoGendocs.ru
Рейтинг@Mail.ru