Разработка комбинационного логического устройства (клу)
Исходные данные:
КЛУ реализует управление объектом с помощью логического сигнала Y. Состоянию объекта соответствуют входные комбинации, заданные в шестнадцатеричном коде:
- включено при 1, 8, 9, E;
- выключено при 0, 2, 4, D, F.
Элементы схемы должны соответствовать серии 1554.
Аналогом серии 1554 является серия 74АС.
Стандартная серия КМОП, совместимая со стандартными сериями ТТЛ, время задержки 4нс (типовое значение), напряжение питания 2 – 6В, потребляемая мощность 25мкВт, коэффициент разветвления 10…30, уровни логической единицы и нуля близки к напряжению питания и потенциалу общего провода соответственно, входное сопротивление порядка 100 Мом, выходное 100...1000 Ом.
Переведём
шестнадцатеричный код в двоичный и
составим таблицу истинности :
|
HEX |
x4 |
x3 |
x2 |
x1 |
Y |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
E |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
D |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
F |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Составим карту Карно для заданной таблицы истинности (таблица 1), дополним карту Карно необходимыми значениями логической функции Y и произведем объединение соответствующих ячеек
|
x3x4 |
x1x2 | |||
|
00 |
01 |
11 |
10 | |
|
00 |
0 |
0 |
1' |
1 |
|
01 |
1 |
1' |
1' |
1 |
|
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
11 |
1' |
1 |
0 |
0 |
По полученной карте Карно составим логическую функцию Y:
Упростив данное выражение получим:
Используя закон двойного отрицания:
По закону де Моргана:
Для реализации КЛУ, исполняющего логическую функцию Y , необходимо два элемента «Не» и три элемента «И-Не»
Модель схемы в среде ОrCAD:
Рис.3.2 Комбинационное логическое устройство. Схема принципиальная
Диаграмма логических состояний:
Выполним
выборочную проверку:
При х1 = 1, х2 = 0, х3 = 0, х4 = 0, Y = 1 - верно
При х1 =0, х2 = 1, х3 = 1, х4 = 1, Y = 1 - верно
При х1 = 0, х2 = 0, х3 = 0, х4 = 0, Y = 0 - верно
Для
практической реализации схемы можно
воспользоваться двумя микросхемами:
1)КР1554ЛА4, содержащей 3 элемента И-НЕ, 2)
КР1554ЛН1, содержащей 6 элементов НЕ.
Обозначение выводов микросхем:
КР1554ЛА3
КР1554ЛН1
Схема
реализующая заданную функцию, с
использованием КР1554ЛА3 и КР1554ЛН1:
Разработка источника питания для унч
Исходные данные:
Диапазон изменения тока нагрузки IН = 0…20 мА
Выходное напряжение UВЫХ = 12В±0.2%
Входное
напряжение Uвх
=
Допустимый уровень пульсаций выходного напряжения 20 мВ
Температурная нестабильность не более 1 мВ/К.
Принципиальная схема стабилизатора
Определение исходных данных для расчёта
Коэффициент стабилизации
.
Выходное сопротивление
Ом.
Минимальное значение Uвх
В
где
;
– допустимый уровень пульсаций входного
напряжения.
Номинальное значение входного напряжения
.
Мощность потребляемая стабилизатором
.
Полезная мощность в нагрузке
.
Коэффициент полезного действия
или
Выбор регулирующего элемента
А;
В;
мВт.
Выбираем транзистор Q2N2222, (=256).
Ток базы транзистора VT1
мкА.
Сопротивление резистора R1
кОм.
Выбор управляющего элемента
Выбираем стабилитрон типа Д814Б(Uсm=9 В, Icm=5 мА). Тогда R2 = 3 В / 5 мА = 600 Ом. Задаваясь током делителя R4, R5, равным 3мА, получаем R4=1 кОм, R5= 3кОм.
Ток делителя R4 R5 задаем 3мА. Тогда
кОм
Рассчитаем мощность резисторов:
Резисторы R1–R5 возьмём мощностью 0,125 Вт.
Коэффициент пульсаций
Пренебрегая активным сопротивлением обмоток трансформатора получаем: