Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Расчетно - пояснительная записка к курсовому проекту

По дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики»

СИНТЕЗ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ КОДИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Студента

Д.А. Пфлюк

Омск 2014



Задание на курсовой проект

Тема: «Cинтез автоматической системы передачи кодированных сигналов в канал связи».

Задание: составить схему автомата, предназначенного для передачи(приема) информационного сообщения через канал связи.

Содержание сообщения: ПФЛЮК ДАВИД АЛЕКСАНДРОВИЧ

Способ передачи (приёма): циклический.

Система кодирования: минимальная.

Модуляция: минимальная.

Скорость передачи (приема): 100(N0.4), бит/с, где N - номер варианта.

Параметры канала связи:

- полоса пропускания - от 300 Гц до 3400 Гц;

- входной уровень - от -2.3 Нп до 0 Нп;

- линия - двухпроводная симметричная;

- волновое сопротивление - 120 Ом.

Вариант номер 9

Реферат

УДК 621.382

Курсовая проект содержит 33 страниц, 27 рисунка, 33 формулы, 3 таблицы, использовано 4 источника.

Канал связи, делитель частоты, преобразователь кода, задающий генератор, код, схема синхронизации, временная диаграмма, регистр.

В данном курсовом проекте на базе теории переключательных функций, теории полу-проводниковых приборов и микропроцессорной техники производится проектирование циф-рового устройства для передачи сообщения через канал связи. В процессе проектирования осуществляется разработка задающего генератора, делителя частоты, преобразователя кода, согласующего устройства с каналом связи, схемы синхронизации и сброса, блока питания и прочих устройств с учетом того, чтобы полученный конечный автомат содержал наименьшее число радиокомпонентов, имел оптимальные размеры и минимальную скорость.



Содержание

Введение

1. Структурная схема автоматической системы

2. Определение скорости передачи информации

3. Выбор элементной базы

4. Кодирование информации

4.1 Кодирование и минимизация

4.2 Преобразователь кода Ф.И.О

5. Преобразователь параллельного кода в последовательный

6. Задающий генератор и делитель частоты

7. Формирователь стартовых импульсов

8. Фазовая модуляция

9. Временная диаграмма функционирования автоматической системы

10. Схема согласования с каналом связи

11. Функциональная схема автомата

12. Расчет блока питания

13. Описание элементной базы

13.1 Микросхема К561ЛА7

13.2 Микросхема К561ЛА8

13.3 Микросхема К561ЛА9

13.4 Микросхема К561ЛЕ5

13.5 Микросхема К561ЛЕ10

13.6 Микросхема К561ЛИ1

13.7 Микросхема К561ИЕ8

13.8 Микросхема К561ИЕ10

13.9 Микросхема К561ИЕ16

13.10 Микросхема К561ИР9

13.11 Операционные усилители К140УД14А, К140УД14Б, К140УД14В

Заключение

Библиографический список



Введение

Дискретными являются сообщения, состоящие из конечного числа импульсов. Как правило, это документальные сообщения, зафиксированные на бумаге, перфоленте, магнитном или оптическом носителе. В канале связи такие сообщения отображаются дискретными сигналами, представляющими собой дискретную функцию дискретного времени. Это обстоятельство накладывает свои особенности на методы их формирования, передачи и воспроизведения, на построение оконечных устройств и применяемую при анализе и синтезе таких сигналов теорию. Особенности формирования и воспроизведения дискретных сигналов находят отражение в терминологии, методах защиты от помех, количественной оценке качества передачи, конструкции передатчиков и приёмников.

Целью данного курсового проекта является освоение методики проектирования цифровых устройств путём использования теории переключательных функций, теории полупроводниковых приборов и микропроцессорной техники, что позволяет значительно облегчить труд, затрачиваемый на разработку цифровых устройств.

Цифровое устройство может быть правильно спроектировано только при наличии точных описаний на радиоматериалы и радиодетали. Задача проектировщика состоит в том, чтобы получить конечный автомат, содержащий наименьшее число радиокомпонентов, имеющий оптимальные размеры и минимальную стоимость. Проектируемое устройство должно соответствовать условиям эксплуатации.

Устройство будет состоять из тактового генератора, делителя частоты, преобразователя кода ПФЛЮК ДАВИД АЛЕКСАНДРОВИЧ, преобразователя параллельного кода в последова-тельный, схемы синхронизации, схемы согласования с каналом связи, формирователя старт-стопных сигналов и источника питания. Система при запуске будет циклически передавать сообщение в канал связи, что говорит о создании автоматической системы. Все элементы этой системы рассматриваются отдельно и с подробным описанием составных частей и работы каждого. Автоматическая система будет составлена из цифровых микросхемах средней интеграции серии К561, построенные на КМДШ логике, операционных усилителей серии К140, конденсаторах, резисторов, транзисторов, диодов и стабилитронов, трансформаторов. Примерную схему реализации сигнала можно увидеть из структурной схемы.

В ходе курсового проекта приобретаются навыки разработки реального устройства передачи информации. Разработка устройства начинается с построения структурной схемы. Опираясь на составленную структурную схему, производится поэтапное проектирование узлов. В ходе разработки составляются временные диаграммы работы узлов схемы. Для описания работы отдельных узлов привлекается необходимый математический аппарат.



1. Структурная схема автоматической системы

Основные блоки автоматической системы и их взаимосвязи показаны на структурной схеме автоматической системы, приведенной на рисунке 1.1, где изображены:

задающий генератор с кварцевой стабилизацией (ЗГ);

делитель частоты для формирования необходимой последовательности импульсов (ДЧ);

преобразователь кода Ф.И.О. (ПК);

преобразователь параллельного кода в последовательный (ПП);

схему согласования с каналом связи (ССКС);

схему синхронизации и сброса (СС);

формирователь старт - стопных синхронизирующих импульсов (СИ);

сумматор старт - стопных синхронизирующих импульсов и последовательного кода ();

блок питания (БП);

фазовый модулятор (ФМ).

Структурная схема показана на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Структурная схема автоматической системы

Преобразователь кода осуществляет переход от кода номера импульса, выдаваемого делителем частоты, к коду символа сообщения.

Преобразователь последовательного формата кода в параллельный предназначен для записи кода символа сообщения и подготовки его для передачи в канал связи.

Формирователь старт-стопных импульсов осуществляет выделение информационных блоков (сообщений), передаваемых в канал связи.

Схема модуляции и согласования с каналом связи предназначена для преобразования значений импульсного признака двоичного кода передаваемого кода в форму, удобную для передачи информационного сообщения, а также для установления необходимых уровней сигналов и согласования выходных сопротивлений передающих устройств с волновым сопротивлением канала связи.



2. Определение скорости передачи информации

Согласно заданию, максимальная и минимальная скорости передачи определяется по формуле:

Оптимальная скорость 900 Бит/с.

Одному переданному биту информации соответствует один период частоты С. Следует определить какой необходимо выбрать коэффициент деления при определённой частоте кварцевого резонатора. Выбираем частоту кварцевого резонатора 0,5 МГц.

Частота снимаемая с делителя должна составлять:

допустимое отклонение от заданного варианта:

Fmax = 94016 =15040 (Гц).

Fmin = 86016 =13760 (Гц).

коэффициент деления

Кд max = Fкв /Fmin;

Кд min = Fкв /Fmax;

Кд max = 500000 / 940*16=33.2

Кд min = 500000 / 860*16=36.3

,

Коэффициент деления может быть только целым числом. Выбираем коэффициент деления Кд =35. С=Fн=893 (Гц)

F1 = F кварца / КД = 500000 / 35 = 14285.7(Гц)

Частота F1 укладывается в диапазон от Fmin до Fmax. Коэффициент деления 35 нам подходит.



3. Выбор элементной базы

Логические схемы любой сложности строятся из элементарных логических элементов, выполняющих следующие логические функции: И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ. Любое сложное логическое выражение можно заменить набором элементарных выражений. Создан набор микросхем, решающих более сложные задачи, чем элементарные. В данном задании подойдут микросхемы любого функционального ряда, однако, пред- почтительнее ряд КМДШ - логики, например К561. Основанием для выбора данной серии ИС являются следующие факторы: микросхемы данной серии не требуют большой стабильности питающего напряжения, потребляемый ток невелик и составляет миллиамперы, питающее на- пряжение имеет широкий диапазон от 5 до 15 В.



4. Кодирование информации

4.1 Кодирование и минимизация

Определим разрядность кода. Для этого подсчитываем, сколько различных символов содержит сообщение, передаваемое в канал связи:

_ПФЛЮК_ДАВИД_АЛЕКСАНДРОВИЧ_ - сообщение содержит 16 различных символов, включая пробелы.

Для определения числа разрядов входного кода воспользуемся следующей формулой:

где:N - общее число символов, m - разрядность кода.

M=][=5

Для определения числа разрядов кода воспользуемся следующей формулой:

где:N - число различных символов; n - разрядность кода.

Подставляя в (4.2) число различных символов, получаем, что код, передаваемый в канал связи, должен быть четырехразрядным (n = 4).

Кодирование символов посылки приведено в таблице 4.1.



Таблица 4.1 - Кодирование символов посылки

Такт	Символ	X5	X4	X3	X2	X1	Код буквы	Y4	Y3	Y2	Y1
0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	П	0	0	0	0	1	1	0	0	0	1
2	Ф	0	0	0	1	0	2	0	0	1	0
3	Л	0	0	0	1	1	3	0	0	1	1
4	Ю	0	0	1	0	0	4	0	1	0	0
5	К	0	0	1	0	1	5	0	1	0	1
6		0	0	1	1	0	0	0	0	0	0
7	Д	0	0	1	1	1	6	0	1	1	0
8	А	0	1	0	0	0	7	0	1	1	1
9	В	0	1	0	0	1	8	1	0	0	0
10	И	0	1	0	1	0	9	1	0	0	1
11	Д	0	1	0	1	1	6	0	1	1	0
12		0	1	1	0	0	0	0	0	0	0
13	А	0	1	1	0	1	7	0	1	1	1
14	Л	0	1	1	1	0	3	0	0	1	1
15	Е	0	1	1	1	1	10	1	0	1	0
16	К	1	0	0	0	0	5	0	1	0	1
17	С	1	0	0	0	1	11	1	0	1	1
18	А	1	0	0	1	0	7	0	1	1	1
19	Н	1	0	0	1	1	12	1	1	0	0
20	Д	1	0	1	0	0	6	0	1	1	0
21	Р	1	0	1	0	1	13	1	1	0	1
22	О	1	0	1	1	0	14	1	1	1	0
23	В	1	0	1	1	1	8	1	0	0	0
24	И	1	1	0	0	0	9	1	0	0	1
25	Ч	1	1	0	0	1	15	1	1	1	1
26		1	1	0	1	0
27		1	1	0	1	1
28		1	1	1	0	0
29	СБРОС	1	1	1	0	1
ЦИКЛИЧЕСКОЕ ПОВТОРЕНИЕ СООБЩЕНИЯ
0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	К	0	0	0	0	1	1	0	0	0	1

Минимизируем методом Карно. Строим карту Карно для пятиразрядного входного слова. Шаблон карты Карно показан на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Шаблон карты Карно

Запишем выходные функции в минимальной нормальной дизъюнктивной форме (МДНФ):

Рисунок 4.2 - Карта Карно для функции Y1



Рисунок 4.3 - Карта Карно для функции Y2

Рисунок 4.4 - Карта Карно для функции Y3



Рисунок 4.5 - Карта Карно для функции Y4

4.2 Преобразователь кода Ф.И.О

Рисунок 4.6, лист 1 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.

Преобразователь кода реализован на инверторах и элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ (К561ЛА7, К561ЛА8, К561ЛА9, К561ЛИ1) и выполняет функции Y1,Y2,Y3,Y4. Схема преобразователя кода Ф.И.О. приведена на рисунке 4.6

Рисунок 4.6, лист 2 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.



Рисунок 4.6, лист 3 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.



Рисунок 4.6, лист 4 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.



5. Преобразователь параллельного кода в последовательный

Принцип преобразования параллельного кода в последовательный заключается в по- очередном подключении (в порядке возрастания номера такта) закодированного символа к схеме согласования с каналом связи.

Сдвигающий (универсальный) регистр предназначен для преобразования параллельно- го формата данных в последовательный. Выходы преобразователя кода подключаются к па- раллельной шине данных регистра. На вход С подаются импульсы синхронизации, под воз- действием которых в параллельном режиме при высоком уровне сигнала PS осуществляется запись данных в регистр, а при низком - их сдвиг на выходах регистра. При высоком уровне сигнала R производится асинхронное обнуление («сброс») регистра (независимо от входных воздействий на выводах Q будут нули, пока R равен логической единице). В проекте необхо- димо обеспечить работу регистра в соответствии с временной диаграммой.



6. Задающий генератор и делитель частоты

Рисунок 6.1 - Схема задающего генератора и делителя частоты

Накопленный к настоящему времени опыт показал, что в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики применение цифровых интегральных микросхем целесообразно не только в узлах цифровой обработки сигналов (разнообразные логические схемы, регистры, шифраторы и т. д.), но и в таких традиционно аналоговых узлах, как генераторы. Использование микросхем при построении автогенераторов позволяет унифицировать технические решения, обеспечивающие высокую стабильность генерируемых частот, создать единообразие конструктивного оформления, снизить номенклатуру комплектующих изделий. Кроме того, такие решения дают возможность отказаться от применения намоточных изделий, отличающихся низкой технологичностью.

Широко используемая схема простого генератора импульсов (мультивибратора) приведена на рисунке 6.1.

Подстроечный конденсатор нужен для настройки генератора на частоту возбуждения кварца.

Примем значение C1=22 пФ, а С2=15 пФ. Результирующее значение емкости С=С1+С2=37 пФ. Рассчитаем величину сопротивления по формуле (6.1).

,

По номинальному ряду Е24 выбираем номинал R1=30 кОм.

Разработаем схему делителя частоты. В пункте 2 был определен коэффициент деления = 35. Построим схему на микросхеме К561ИЕ10. Для получения заданного коэффициента деления необходимо сбросить счётчик при появлении на выходах комбинации, соответствующей числу 35.

Принципиальная схема делителя приведена на рисунке 6.1.



7. Формирователь стартовых импульсов

Схема автоматической системы должна выдать синхронизирующий код один раз за цикл в начале посылки на месте первого пробела. Формирователь удобно построить на микро- схеме десятичного счетчика с дешифратором на выходе К561ИЕ8.

Преобразовав (7.1) к базису К561 серии получим функцию (7.2) для построения принципиальной схемы.

Схема формирования стартовых импульсов показана на рисунке 11.2



8. Фазовая модуляция

Фазовая модуляция - наиболее защищённая от помех, которая даёт возможность реализации максимальной скорости передачи. Основным недостатком ФМ является сложный алгоритм приёма, но при наличии процессора на приёмном конце качество декодирования в основном определяется программным обеспечением, что активно используется в современных компьютерных модемах. В условиях повышенных помех нужно предусмотреть более гибкий алгоритм ФМ (изменение несущей частоты (C), переменное отношение несущей к входному алфавиту (D) модулятора C/D и их фазы). В данном курсовом проекте эти вопросы не рассматриваем. Модуляцию заменяем манипуляцией со сдвигом фаз на 1800.

Схемную реализацию получаем при помощи Булевых функций:

где Х1 - входной алфавит (D);

Х2 - несущая частота (C);

Адаптируем (8.1) к нашей схеме и приведем к базису серии К561:

Схема модулятора показана на рисунке 11.2



9. Временная диаграмма функционирования автоматической системы

Основные параметры автомата определены. Далее следует составление диаграммы функционирования автомата в целом с целью определения и схемного решения функций других узлов и увязки уже определённых частей передатчика. информация кодирование генератор импульс

Временная диаграмма работы автомата строится с учётом выбранной элементной базы. В данном примере сигналы:

счётчика К561ИЕ16 (С, W1, W2, X1, X2, X3, X4, X5, X6, R);

регистра К561ИР9 (PS - параллельная запись, Q0, Q1, Q2, Q3 выходные параллельные данные, RR сброс регистра);

счётчика К561ИЕ8 (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 десятичный выход, С синхронизирующий вход);

ST стартовый импульс;

R сброс всей схемы в исходное состояние (вырабатывается специальной схемой);

D последовательный выходной код данных;

FМ фазоманипулированный выходной сигнал.

Временная диаграмма функционирования автомата показана на рисунке 9.1.

Из диаграммы работы автомата запишем функции дополнительных схем, необходимых для обеспечения работы, выбранных интегральных микросхем:

=;

;

;

;



В результате проведённых операций получим схему управления преобразователем кода (СС, ПП, СИ, ССКС и ДЧ из структурной схемы), которая показана на рисунке 11.2.



10. Схема согласования с каналом связи

Пример построения выходного каскада для любого вида модуляции приведен на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Схема согласования с каналом связи

Расчет схемы согласования сводится к определению значений параметров элементов входного делителя и фильтра.

При расчете параметров делителя следует учесть, что на него подается напряжение модулированного сигнала Uм=5В, равное напряжению источника питания. При исключении постоянной составляющей на входном делителе напряжение становится равным Uм/2. Падение напряжения на емкости UС3 не должно превышать 3 % входного напряжения Uм/2, следовательно, можно принять:

(10.1)

Получаем

Уровень сигнала регулируется сопротивлением R3 в пределах от 0,078 В до 0,775 В, т. е. падение напряжения на R3



UR3 = 0,775- 0,078 = 0,697 В. (10.2)

Выбрав типовое переменное сопротивление, можно определить входной ток по формуле:

(10.3)

Выбираем сопротивление R3=18 кОм.

Тогда .

При известном токе можно рассчитать сопротивление емкости С3 по уравнению:

(10.4)

Получаем

а затем и ее значение:

C3 = 1/(2рfXC3) (10.5)

где f = fн/2, а fн - несущая (тактовая) частота, Гц.

Так как , то

По номиналу выбираем

Значение сопротивления R2 определяется исходя из того, что известны падение напряжения на емкости С3 и максимальный уровень передаваемого сигнала, равный 0,775 В:

R2 = (Uм/2 - UС3 ? 0,775)/ Iвх.

По номиналу R2=47 кОм

Сопротивление R4 рассчитывается с учетом того, что на нем падает напряжение, соответствующее минимальному уровню передаваемого сигнала, равному 0,078 В:

R4 = 0,078/Iвх.

По номиналу R4=2кОм

Сопротивление на выходе второго усилителя выбираем равное 51 кОм. То есть

Т.к. R5 = R6 = R7, то

Пусть тогда

По номинальному ряду выбираем значения емкостей



По номинальному ряду выбираем ближайшее значение сопротивления R5 = R6 = R7 =82 кОм.

Усиление фильтра на нулевой частоте:

Н = ?R7/R5;

Полюс коэффициента передачи (частота квазирезонанса):

,

Примем R8=51 кОм, R9=120 Ом.



11. Функциональная схема автомата

Функциональная схема автоматической системы, приведенная на рисунке 9.1, составляет-ся исходя из структурной схемы с указанием типов применяемых элементов и функциональных связей между ними и содержит тактовый генератор (ГТ), делитель частоты (ДЧ) с коэффициен-том деления Кд = 35.

Счетчик К561ИЕ8 является источником стартовых кодовых комбинаций ST. В приведен-ном примере стартовой является комбинация 00101, получаемая суммированием сигналов с вы-ходов Q3 и Q5 данного счетчика.

Элемент ИЛИ предназначен для суммирования данных, поступающих на один из его вхо-дов в последовательном формате с выхода Q4 универсального регистра РГ (К561ИР9) со старто-выми комбинациями, и для получения массива данных (D = ST + Q4), подаваемого на фазовый модулятор (ФМ).

Схема ФМ строится, как и комбинационная, на логических элементах в соответствии с принятой функцией путем объединения данных D и тактовых импульсов С по принципу логиче-ской равнозначности или неравнозначности. С выхода ФМ модулированные данные Dm подаются на каналообразующие устройства (КУ).

В состав приведенного на схеме КУ входят делитель напряжения на сопротивлениях R2, R3 и R4, предназначенный для регулирования уровня сигнала, подаваемого в канал связи КС; емкость С3, предназначенная для исключения постоянной составляющей сигнала Dm; усилители; полосовой фильтр (ПФ); согласующее сопротивление R; изолирующий трансформатор (ТР).

Преобразователь кода (ПК) преобразует код порядкового номера символа в сообщении в код самого символа, присваиваемого в соответствии с номером его места в алфавите. Код симво-ла в параллельном формате по сигналу P / S записывается в РГ и затем тактовыми импульсами С последовательно сдвигается на выход регистра Q4.

Комбинационные схемы (N - 3)*C и N*C, где N - общее количество символов и интерва-лов в информационной посылке, предназначены для управления триггером Т, запрещающим ра-боту регистра сигналом RR в течение длинной паузы между сообщениями, и для приведения схемы автоматической системы в исходное состояние по сигналу R. Эти схемы обрабатывают K-разрядные двоичные векторы (К = Х + 1, где Х - количество разрядов в коде порядкового номера символа, цифра 1 соответствует одному разряду сигнала С).

Рисунок 11.1 - Функциональная схема устройства



Рисунок 11.2 - Схема управления преобразователем кода



12. Расчет блока питания

В состав блока питания входит трансформатор на вторичной обмотке которого получаем питание 20 В. На выходе моста получаем 28 В. Нам необходимо получить напряжение для питания цифровых микросхем +5 В, а так же ±15 В для питания операционных усилителей. Частота сети 50Гц.

Выберем токи: значение тока первой нагрузки возьмем из расчета, что нам необходимо питать около 26 микросхем, каждая из которых потребляет ток в пределах 5 мкА, но важно иметь некоторый запас, поэтому примем искомый ток равным 2мА: Iн1=2 мА.

Значения токов Iн2 и Iн3 берем из сведений по паспортным данным операционного усилителя К140УД14, согласно которым, номинальное значение тока составляет 0,6 мА, у нас таких усилителей 2, плюс необходим запас, поэтому выберем Iн2=Iн3=10 мА.

Токи стабилитронов приняли равными: Iст1=Iст2=Iст3=10 мА, руководствуясь тем, что для стабилитрона 2C516А ток величиной 10 мА входит в его рабочий диапазон 3ч32 мА, а для стабилитрона КС509А - в диапазон 0,5ч42 мА.

Выбранная серия микросхем не требует высокой стабильности питающего напряжения. Выбираем параметрический стабилизатор на стабилитроне. Пульсации напряжения не должны превышать 10%.

Произведём расчет цепи положительной полярности. Она состоит из двух ветвей, одна из которых рассчитана на напряжение +9 В, вторая - на напряжение +15 В.

Общее сопротивление цепи:

,

Сопротивление конденсатора Ci не должно превышать 10% от общего сопротивления цепи:

,

,

,

По номинальному ряду емкостей Е24 выбираем С12=18 мкФ.

,

По номиналу выбираем Rэкв2 = 1400 Ом.

,

,

Произведем расчет для ветви 5В. Для стабилизации напряжения используем стабилитрон:

KC516А ( )

Сопротивление ограничивающего резистора:



,

По номинальному ряду сопротивлений выбираем R11 =1200 Ом.

Рассчитаем мощность Pогр для режима короткого замыкания:

по номинальному ряду возьмем 1 Вт.

Расчет пятнадцати вольтовой цепи проводится аналогично.

Выберем стабилитрон KC509А имеющий напряжение стабилизации Uст = (13,8-15,6) В, и ток стабилизации Iст = (0,5-42) мА. Сопротивление ограничивающего резистора R10 рассчитывается по формуле (7.6).

,

По номинальному ряду сопротивлений выбираем R10 = 650 Ом.

Мощность резисторов R10 и R12 рассчитываем по формуле (12.7):

,

Выбираем номинал фильтрующих конденсаторов С14-С16 равный 0,1 мкФ.



Рисунок 12.1 - Схема источника питания



13. Описание элементной базы

13.1 Микросхема К561ЛА7

Выполняет логическую функцию 2И-НЕ. Содержит четыре логических элемента. Цоколевка микросхемы и её условное обозначение приведены на рисунке 13.1.

Рисунок 13.1 - Микросхема К561ЛА7

13.2 Микросхема К561ЛА8

Выполняет логическую операцию 4И-НЕ. Содержит два логических элемента. Цоколевка микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 13.2.

Рисунок 13.2 - Микросхема К561ЛА8



13.3 Микросхема К561ЛА9

Выполняет логическую операцию 3И-НЕ. Содержит три логических элемента. Цоколевка микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 13.3.

Рисунок 13.3 - Микросхема К561ЛА9

13.4 Микросхема К561ЛЕ5

Выполняет логическую операцию 2ИЛИ-НЕ. Содержит четыре логических элемента. Цоколевка микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 13.4.

Рисунок 13.4 - Микросхема К561ЛЕ5



13.5 Микросхема К561ЛЕ10

Выполняет логическую функцию 3ИЛИ-НЕ. Содержит три интегральных элемента. Цоколевка микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 13.5.

Рисунок 13.5 - Микросхема К561ЛЕ10

13.6 Микросхема К561ЛИ1

Микросхема реализует функцию 9И, имеется также инвертор. Цоколевка микросхемы и ее условное обозначение приведены на рисунке 13.6.

Рисунок 13.6 - Микросхема К561ЛИ1



13.7 Микросхема К561ИЕ8

Микросхема представляет собой счетчик по модулю 10 с дешифратором. Она выполнена на основе пятикаскадного высокоскоростного счетчика Джонсона и дешифратора, преобразующего двоичный код в сигнал на одном из десяти выводов.

Если на входе разрешения счета V присутствует низкий уровень, счетчик осуществляет счет синхронно с положительным фронтом на тактовом входе С. При высоком уровне на входе V действие входа С запрещается и счет останавливается. Сброс счетчика осуществляется подачей высокого уровня на вход R. Счетчик имеет выход переноса Р. Положительный фронт выходного сигнала переноса появляется через 10 импульсов на входе С и используется как входной сигнал для счетчика следующей декады. Структурная схема счетчика К561ИЕ8 и его условное обозначение приведены на рисунке 13.7а, а временные диаграммы работы на рисунке 13.7б.

13.8 Микросхема К561ИЕ10

Микросхема содержит два независимых четырехразрядных двоичных счетчика с параллельным выходом. Для повышения быстродействия в ИС применен параллельный перенос во все разряды. Подача счетных импульсов может производиться либо в положительной полярности (высоким уровнем) на вход С, либо в отрицательной полярности (низким уровнем) на вход V. В первом случае разрешение счета устанавливается высоким уровнем на входе V, а во втором случае - низким уровнем на входе С.

Структурная схема и условное обозначение счетчиков типа ИЕ10 приведены на рисунке 13.8.

При построении многоразрядных счетчиков с числом разрядов более четырех соединение между собой ИС ИЕ10 может производиться с последовательным или параллельным формированием переноса. В первом случае на входе (вывод 1 или 9) следующего каскада счетчика подается высокий уровень с выхода Q4 (выводы 6 или 14) предыдущего каскада.

Рисунок 13.8 - Микросхема К561ИЕ10

13.9 Микросхема К561ИЕ16

Микросхема содержат четырнадцатиразрядный асинхронный счетчик с последовательным переносом. Сброс счетчика в нуль осуществляется импульсом положительной полярности длительностью не менее 550 нс. по входу R. Содержимое счетчика увеличивается по отрицательному перепаду (срезу) импульса по входу С. Максимальная частота входных импульсов при Uн.п.=10 В достигает 4 МГц. Устройство имеет выходы от 1,4...14 разрядов. Условное обозначение ИС приведено на рисунке 13.9.



Рисунок 13.9 - Микросхема К561ИЕ16

13.10 Микросхема К561ИР9

Микросхема содержит четырехразрядный последовательно-параллельные регистры сдвига. Условное обозначение и цоколевка - приведены на рисунке 13.10. Регистр сдвига типа ИР9 содержит два последовательных входа J и К. Если их соединить вместе, то получим простой D-вход. Высокий уровень на входе P/S (переключатель “параллельный режим ввода - последовательный режим ввода”) определяет режим параллельного ввода информации с входов D0...D3. Параллельная запись осуществляется асинхронно. Если на входе P/S установлен низкий уровень, то установлен режим последовательного ввода с входов J и К и сдвига информации по фронту (положительному перепаду) синхроимпульсов на входе С. Установка всех триггеров регистра в нулевое состояние осуществляется асинхронно высоким уровнем на входе R. С помощью входа Т/С можно устанавливать на выходах Q0...Q3 прямой код (высокий уровень на входе Т/С) или дополнительный код (низкий уровень на входе Т/С).



Рисунок 13.10 - Микросхема К561ИР9

13.11 Операционные усилители К140УД14А, К140УД14Б, К140УД14В

Прецизионные операционные усилители с малыми входными токами и малой потребляемой мощностью с защитой выхода при коротком замыкании на корпус или на источник питания. Коррекция АЧХ осуществляется внешними цепями коррекции, подключаемыми к выводам 1 и 8. Микросхемы конструктивно оформлены в корпусе типа 301.8-2.

Рисунок 13.11 - Операционный усилитель типа К140УД14

Основные параметры при температуре 25±5°С операционных усилителей приведены в таблице 13.1

Таблица 13.1 - Основные параметры операционных усилителей

,В	,В	,мА	,нА	,нА	,мВ	,В	,В		,дБ	,МОм	,МГц
+151.5	-151.5	0.6	2	0.2	2	13	-13	50000	85	302	0.33



Таблица 13.2 - Перечень используемых элементов

Обозначение	Наименование	Кол-во
	Конденсаторы
C1	К10-17б П33 22 пФ±10% - В	1
C2	К10-17б П33 15 пФ±10% - В	1
C3	К10-17б Н90 0.2 нФ±10% - В	1
C4, C5, C7, С9	К10-17-2б Н50 0,1 мкФ±10% - В	4
C6	К10-17-2б Н50 0,027 мкФ±10% - В	1
С8	К10-17б М47 750пФ±10% - В	1
C10-C11	К10-17-2б Н50 0,1 мкФ±10% - В	2
С12	К10-7в М47 18 мкФ±10% - В	1
С13	К10-14в М47 12 мкФ±5% - В	1
С14-С16	К10-17-2б Н50 0,1 мкФ±10% - В	3
	Резисторы
R1	МЛТ-0,25-30 кОм±10%	1
R2	МЛТ-0,25-47 кОм±10%	1
R3	СП3-0,25-18 кОм±20%	1
R4	МЛТ-0,25-2 кОм±10%	1
R5,R6,R7	МЛТ-0,25-82 кОм±10%	3
R8	МЛТ-0,25-51 кОм±10%	1
R9	МЛТ-0,25-120 Ом±10%	1
R10, R12	МЛТ-1-650 Ом±10%	1
R11	МЛТ-1-1 кОм±10%	1
	Диоды
VD1-VD4	КД248Б	4
	Стабилитроны
VD6, VD7	КС509А	2
VD5	КС516А	1
	Микросхемы
DD32	К561ЛЕ5	1
DD25	К561ИЕ10	2
DD1, DD2, DD28, DD29, DD32	К561ЛА7	5
DD3, DD14, DD26	К561ЛА9	3
DD4, DD5, DD8, DD9, DD10, DD11, DD15, DD16, DD17, DD20, DD21, DD34	К561ЛА8	12
DD7, DD12, DD13, DD18, DD19, DD22, DD23	К176ЛИ1	7
DD31	К561ИЕ16	1
DD27	К561ИЕ8	1
DD33	К561ИP9	1
DD28, DD25	К561ЛЕ10	1
DD24	К561ЛН2	1
	Транзисторы
VT1	КТ315B	1
VT2	КТ361B	1
	Операционные усилители
DA1, DA2	К140УД14	2
	Кварцевые резонаторы
ZQ1	ГТ 500kГц	1



Заключение

В данном курсовом проекте приведен расчет автоматической системы передачи цикличе-ского сообщения. Все составляющие этой системы рассмотрены в индивидуальном порядке. ГТ вырабатывает импульсы частотой 500 кГц, делитель частоты делит их на 556 (по варианту), по-том они поступают на преобразователь кода _ЛУЖНОВ_ИЛЬЯ_АЛЕКСАНДРОВИЧ___, далее на преобразователь из параллельного кода в последовательный, затем сигнал модулируется (ста-новится пригодным для передачи в канал связи) и поступает на вход схемы согласования с кана-лом связи, а оттуда уже к приемнику.

Работа данной схемы регулируется автоматически, по сигналу логической единицы на входе R схема передает сообщение заново в канал связи.

В курсовом проекте использован фазовый модулятор, так как фазовая модуляция является самой помехоустойчивой (из тех видов модуляции, которые предложены в курсовом проекте) потому, что сигналы, отличающиеся по фазе легче различить, чем например сигналы с различной амплитудой.

Таким образом, в ходе курсового проекта были получены навыки разработки реального устройства на логических элементах для передачи информации. Выполнение настоящего курсо-вого проекта способствовало закреплению теоретических знаний по разделам курса теоретиче-ских основ автоматики и телемеханики, и теории дискретных устройств.



Библиографический список

1. С. В. Гришечко, Ю. И. Слюзов, С. А. Сушков. Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Теоретические основы автоматики, телемеханики и связи». Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. 38 с.

2. С. А. Сушков, Ю. И. Слюзов. Теоретические основы железнодорожной автоматики те-лемеханики и связи. Курсовое проектирование. Омск 2002. Электронное пособие.

3. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник / А. В. Баюков, А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев и др.; Под ред. Н. Н. Горюнова. М.: Энергоиздат, 1982. 744 с., ил.

4. Стандарт предприятия ОмГУПС-1.2-05

Размещено на Allbest.ru