С генератора импульсов идут такты стабильной частоты. Они подаются на вход синхронизации двоично-десятичного счетчика. Счетчик производит счет от нуля до девяти. Полученный с выхода счетчика четырехразрядный код подается на логические элементы. Первый импульс подается на вход запуска АЦП приводя его в состояние готовности. Далее восемь тактов АЦП преобразует аналоговый сигнал со входа в параллельный восьмиразрядный код, а регистр в свою очередь преобразует параллельный восьмиразрядный код предыдущего цикла в последовательный код и выдает его в линию связи. На десятом такте с логических элементов идет сигнал на считывание кода с выхода АЦП и одновременно на регистр, для считывания следующего параллельного восьмиразрядного кода.
Все микросхемы синхронизированы одним тактовым генератором.
2.5.1 Генератор тактовых импульсов
В качестве генератора тактовых импульсов используем кварцевый автогенератор. Генератор строим на трех элементах «И-НЕ». Кварцевый генератор обеспечивает высокостабильный сигнал. Нестабильность выходного сигнала не превышает (510)10-6 в интервале температур 1040 0С. АЦП в восьмиразрядном режиме может работать на частоте до 1,3 МГц. Подберем такие емкости и резисторы, чтобы обеспечить нужную частоту. В нашем случае частота будет равна f = 1 МГц.
Рис. 5. Генератор тактовых импульсов
Так как на вход CLK АЦП нужно подавать инвертированный сигнал то он подключается к первому выходу генератора, а все остальные - ко второму выходу.
В схеме используются логические элементы «И-НЕ» микросхемы К155ЛА3, которые имеют следующие характеристики:
Назначение выводов ИС К155ЛА3
1. Вход данных
2. Вход данных
3. Выход данных
4. Вход данных
5. Вход данных
6. Выход данных
7. Общий GND
8. Выход данных
9. Вход данных
10. Вход данных
11. Выход данных
12. Вход данных
13. Вход данных
14. Питание Ucc
Рис. 6. ИС К155ЛА3
(Ucc = 5,25 В; U1вых 2,4 В; U0вых 0,4 В; Iпотр 8,5 мА; I0вх 0,04 мА; I1вх 0,25 мА;
I0вых 8 мА; I1вых -0,4 мА; tздр 19 нс)
Потребляемая мощность для одного логического элемента «И-НЕ» равна: Pпотр = 44,625 мВт
Суммарная потребляемая мощность микросхемы К155ЛА3 равна:
Pпотр сум = 178,5 мВт
Входы
Выходы
Состояние
R
V2
V1
P1
C
D1-D4
Q1-Q4
L
X
Установка в L
H
D
Предварит. запись
Y+1
Счет (+1)
Q (n-1)
(хранение)
Вход
Q4
Q3
Q2
Q1
P2
Любой код меньше 9
3. Конструктивное исполнение системы
Все микросхемы и элементы системы преобразования и управления монтируются на стандартной печатной плате. В качестве материала для печатной платы используется фольгированный текстолит либо гетинакс.
Питание в виде +5,25 В, -5,25 В, +15 В, -15 В подаётся по разъёму XS1 ко всем микросхемам через конденсаторные фильтры для предохранения элементов от сгорания вследствие перепадов напряжения.
Микросхемы располагаются по координатной сетке с шагом, соответствующим шагу между выводами микросхем.
Для предотвращения окисления контактов, печатная плата покрывается нитролаком либо канифольным лаком.
Заключение
В результате проделанной работы мы получили высокоскоростной преобразователь аналогового сигнала в цифровой код. Были разработаны структурная и принципиальная схемы преобразователя, а так же системы управления преобразователя. Принципиальная схема содержит 7 микросхем, 1 операционный усилитель, 5 диодов, 10 резисторов, 9 конденсаторов, 1 кварцевый резонатор. Все элементы являются хорошо распространенными и доступными для использования.
5. Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник.-М.; Машиностроение, 1993.
6. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - М.; Высшая школа, 1991.
7. Интегральные микросхемы: Справочник / Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смирнов и др.; Под ред. Б.В. Тарабрина. - М. Радио и связь, 1984.
8. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / Под ред. Н.Н. Горюнова. - М.; Энергия, 1977.
Страницы: 1, 2