Разработка портативного цифрового радиометра
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
В, принятой ширине петли гистерезиса В, выбранном элементе R2 находим
(4.5)
откуда с учетом В, В находим R4=2,4 МОм, при этом принимаем R4 типа С2-33-0,125 2,4 МОм 5%.
4.3 Формирователь счетных импульсов
Для управления КМОП микросхемами необходимо tи ? 250нс, где tи - длительность импульса. С помощью формирователя счетных импульсов формируются импульсы определенной длительности.
В качестве формирователя счетных импульсов выбран одновибратор, схема которого приведена на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 - Схема одновибратора
В исходном устойчивом режиме DD1.1 находится в нулевом состоянии. Как и в других интегральных устройствах, входное напряжение DD1.2 определяется падением напряжения на сопротивлении резистора R от тока . Это напряжение равняется произведению входного тока низкого уровня и сопротивления резистора. Если это напряжение меньше порогового , то выходное напряжение DD1.2 соответствует уровню логической единицы.
На входе DD1.2 действует напряжение:
, (4.6)
где - входной ток логического нуля.
При подаче нулевого перепада потенциала с выхода ФИИ переключается DD1.1 в единичное состояние, формируя на входе DD1.2 единичный перепад.
На выходе DD1.1 формируется импульс с длительностью
,(4.7)
где - выходное напряжение логического нуля;
- выходное напряжение логической единицы;
- выходное сопротивление логического элемента в единичном состоянии.
После переключение логических элементов DD1.1 в единичное состояние , а DD1.2 - в нулевое, начинается заряд конденсатора С с постоянной времен , при этом на этапе формирования импульса по экспоненциальному закону уменьшается напряжение на входе DD1.2 и в момент равенства этого напряжения пороговому DD1.2 переключается в исходное единичное состояние, вызывая при единичном уровне сигнала от ФИИ переключение в нулевое состояние элемента DD1.1. Зарядившийся конденсатор достаточно быстро разряжается через малое выходное сопротивление DD1.1 и открытый диод VD, при этом на входе DD1.2 действует выбросы напряжения отрицательной полярности, амплитуда которого ограничивается прямым падением напряжения на диоде.
Ввиду того, что на этапе разряда конденсатора входное напряжение DD1.2 имеет отрицательную полярность, то на этом интервале состояние DD1.2 не изменится, его выходное напряжение продолжает оставаться равным единице.
Основные параметры логических элементов серии К561ЛА7:
мкА; мкА;
В; В;
нс; нс;
С учетом основных параметров логических элементов формирователя счетных импульсов выполняем расчет схемы. Для этого зададимся длительностью импульса, исходя из задержки интегральных микросхем К176 серии, на которые подаются импульсы, мкс.
Выбираем сопротивление резистора R=510 кОм.
В соответствии с соотношением (4.6) находим напряжение
В
Из формулы (4,7) находим С
Ф
На рисунке 4.5 показаны временны диаграммы работы ФСИ.
Рисунок 4.5 - Временные диаграммы работы ФСИ
Принимаем резистор R типа С2-33-0,125 510 кОм 5%, конденсатор С типа КМ-20 пФ 5%, диод VD типа КД 512А.
4.4 Автогенератор цикла измерения
Полное время одного цикла составляет 40 с, в которое входит время измерения дозы радиации и время индикации. После 40 с происходит обновление информации. Ниже на рисунке 4.6 показана схема автогенератора цикла измерения.
Секундные импульсы генератора тактовых импульсов (ГТИ) поступают на вход CN счетчика DD2. В исходном состоянии на выходе 3 элемента DD4.1 формируется уровень логической единицы, на выходе 4 элемента DD4.2 формируется уровень логического нуля. После 40 с на выходе 3 DD4.1 формируется уровень логического нуля, на выходе 4 элемента DD3.2 устанавливается уровень логической единицы. С выхода 4 элемента DD4.2 сигнал идет на формирователь импульса сброса (ФИС).
Рисунок 4.6 - Схема автогенератора цикла измерения
Автогенератор выполнен на микросхемах серии К176ИЕ8, К176ИЕ12, и на двух логических элементах И-НЕ, входящих в один корпус К561ЛА7.
Микросхема К176ИЕ12 DD1 содержит два двоичных счетчика делителя и генераторную часть. Генератор стабилизируется кварцевым резонатором 32768 Гц, который вместе с сопутствующими деталями замыкает цепь обратной связи внутреннего генератора. Секундные метки дает делитель на 216 на своем выходе S1. На выходе S2 формируется частота сигнала 2 Гц. Делитель вырабатывает сигнал F=1024 Гц. На выходах Т1 - Т4 следуют импульсы частотой 128 Гц со скважностью Q=4, как показано на рисунке 4.7.
Резистор R1 типа С2-33-0,125 22МОм 5%. Конденсатор С3 типа КМ-5 15 Ф 5% предназначен для грубой настройки частоты, С2 типа КМ-5 10 Ф 5% - для точной. В большинстве случаев конденсатор С4 может быть выключенным.
Рисунок 4.7 - Временные диаграммы работы микросхемы К176ИЕ12
Микросхема К176ИЕ8 DD2,DD3 - десятичный счетчик делитель. Он имеет десять дешифрированных выводов 0-9. Внутренняя схема содержит пятикаскадный счетчик Джонсона и дешифратор, который преобразует двоичный код в сигнал, появляющийся последовательно на каждом выходе счетчика. Если на входе разрешение счета присутствует низкий уровень, счетчик выполняет свои операции синхронно с положительным перепадом на тактовом входе CN. При высоком уровне на входе CP действие тактового входа запрещается. При высоком уровне на входе сброса R счетчик очищается до нулевого отсчета.
На каждом выходе дешифратора высокий уровень появляется только на период тактового импульса с соответствующим номе