Составление временной диаграммы функционирования автомата.
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.
Временная диаграмма работы автомата строится с учётом выбранной элементной базы. В данном примере сигналы:
счётчика К561ИЕ16 ДЧ (С, W1, W2, X1, X2, X3, X4, X5);
регистра К561ИР9 ПП (PS - параллельная запись, Q0, Q1,Q2,Q3 – выходные параллельные данные, RR – сброс регистра (рис. 1.9));
счётчика К561ИЕ8 СИ (Q0, Q1, Q2, Q3,Q4, Q5 – десятичный выход, С - синхронизирующий вход);
ST- стартовый импульс (рис. 1.12);
R- сброс всей схемы в исходное состояние (вырабатываются специальной схемой);
D – последовательный выходной код данных;
ФМ – фазоманипулированный выходной сигнал.
Рис.1.13.
Из диаграммы работы автомата запишем функции дополнительных схем, необходимые для обеспечения работы, выбранных интегральных микросхем:
(1.14);
(1.15);
(1.16);
RR= ОТ №22*C ДО №24*C (RS- триггер) (1.17);
D = Q4ИЕ8 + ST (1.18).
Преобразовав сигналы из диаграммы работы автомата и, приведя к базису микросхем серии К561, получим схему (рис. 1.13) управления преобразователем кода (СС, ПП, СИ и часть ДЧ из структурной схемы).
Рис. 1.13.
Согласование с каналом связи.
Пример построения выходного каскада для любого вида модуляции приведен на рис.1.14.
Для фильтра :
- усиление на нулевой частоте
Н = - R6/R4;
- полюс коэф. передачи (частота квазирезонанса )
;
- добротность полюса
;
где, Qп - выбирают от 1 до 5;
R4 = R5 = R6 = от 5 кОм до 500 кОм
С1 = n * С2
n= от 3 до 30
Рис.1.14.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Функциональный ряд ИС.
Каждая серия ИС имеет определенный набор микросхем различного функционального назначения. Совокупность этих микросхем называют функциональным рядом. В различных сериях существуют микросхемы одинакового функционального назначения, имеющие одинаковую структурную схему, условное обозначение и схему подключения (цоколевку). Однако такие микросхемы имеют отличия в технологии изготовления, различные корпуса и существенные отличия в параметрах. Функциональный ряд ИС наиболее распространенных серий приведен в справочной литературе.
Функциональный ряд можно разбить на несколько групп по функциональному назначению: формирователи, генераторы, логические элементы, триггеры, счетчики, ключи и мультиплексоры, регистры, дешифраторы и другие. Рассмотрение таких функциональных групп в справочнике дается от простых групп к сложным, с указанием их условного обозначения, схемы подключения (цоколевки) и основных параметров, сведенных в отдельные таблицы. Такие таблицы основных параметров микросхем, сгруппированных по функциональному назначению, позволяют очень быстро выбрать микросхему с заданными параметрами из всего многообразия серий. Затем в справочниках даётся их применение в более сложных устройствах с указанием конкретных серий, номиналов параметров навесных элементов и отдельных вариантов практических схем. Микросхемы памяти и схемы вычислительных средств рассматриваются в специальных справочниках.
В данном примере подойдут микросхемы любого функционального ряда, однако, предпочтительнее ряд КМДШ - логики, например К561.
Микросхемы типа ЛА7, ЛА8, ЛА9, ЛА10 выполняют логическую функцию тИ-НЕ, где т - количество входов.
Каждый из корпусов ИС типа ЛА содержит от 2 до 4 логических элементов тИ-НЕ. Количество элементов в корпусе определяется количеством входов и выходов всех элементов и ограничивается количеством выводов корпуса.
Рис.П1.1.
Цоколевка микросхем типа ЛА и их условное обозначение изображены на рис. П1.1.
Микросхема типа 564ЛА10 имеет особенность, состоящую в том, что на ее выходе включен не КМДП - инвертор, а МДП- транзистор с каналом n - типа, сток которого соединен с выходом логического элемента. Эта ИС называется логическим элементом с открытым стоком (по аналогии с ТТЛ ИС с открытым коллектором). Она может использоваться для подключения любой нагрузки с номинальным током 16...34 мА (при Uи.п.=5...10 В), например светодиодов для индикации состояния логической схемы. Учитывая, что ИС 564ЛА10 имеет дополнительный усилительный элемент, ее быстродействие несколько ниже, чем у других ИС типа ЛА.
Микросхемы типа ЛЕ5, ЛЕ6, ЛЕ10 выполняют логическую функцию тИЛИ-НЕ, где т - количество входов. Реализация ее обеспечивается последовательным соединением т МДП - транзисторов с каналом р-типа и параллельным соединением МДП- транзисторов с каналом n-типа.
Каждая из микросхем типа ЛЕ содержит от 2 до 4 логических элементов тИЛИ-НЕ. Количество элементов в корпусе определяется количеством выводов. Цоколевки и условные обозначения ИС типа ЛЕ приведены на рис. П1.2.
.
Рис. П1.2.
Микросхема типа К176ЛИ1 содержит логический элемент 9И и инвертор. Условное обозначение и цоколевка приведены на рис. П1.2. Реализация элементов И обеспечивается с помощью элемента т И-НЕ с добавлением инвертора на выходе.
Микросхема КР1561ЛИ2 содержит четыре логических элемента 2И, реализуемые, как и в предыдущей ИС, инвертированием выходного сигнала элемента 2И-НЕ. Условнее обозначение ИС и ее цоколевка изображены на рис. П1.2.
Микросхемы К561ЛН1, 564ЛН1, К564ЛН1 содержат шесть стробируемых инверторов. Структурная схема ИС приведена на рис. П1.3. Каждый инвертор (точнее, элемент 2ИЛИ-НЕ) имеет вход Dn и выход Qn. Кроме этого на вторые входы всех шести инверторов от общего входа С подается разрешающий сигнал с активным (разрешающим) низким уровнем. Высокий уровень на входе С запрещает передачу сигнала со входов, а на всех выходах устанавливается низкий уровень.
Рис. П1.3.
Триггеры
В наборе КМДП ИС присутствуют все типы триггеров: RS,D, JK и триггеры Шмитта.
Микросхемы K561TB1, 564ТВ1, Н564ТВ1 содержат по два независимых JK-триггера. Структурная схема одного JK-триггера приведена на рис. П1.3.
Триггер имеет асинхронные R и .S входы. Поступление высокого уровня на один из этих входов на время, превышающее 120 нс, переключает триггер соответственно в «0» или «1». Если высокий уровень присутствует на обоих входах R и S, то на выходах Q и также будут высокие уровни.
Входы J и К являются синхронными с входом С. Присутствие высокого уровня на входе J или К приводит к переключению триггера соответственно в «1» и «0» по переднему фронту импульса синхронизации на входе С, длительность которого должна быть не менее 170 нс, а длительность фронта и среза (нарастания и спада) не должна быть более 5 мкс.
При одновременном присутствии высоких уровней на входах J и К триггер будет изменять свое состояние на противоположное по каждому импульсу синхронизации, т. е. осуществлять синхронный счетный режим.
При соединении входов J, К и С вместе и подачи на них входных импульсов с достаточно крутыми фронтами будет осуществляться асинхронный счетный режим, т. е. переключение триггера в противоположное состояние по фронту каждого входного импульса. Максимальная частота в таком режиме составляет 3 МГц, при Uи.п= 10 В
Условное обозначение ИС типа ТВ1 приведено на рис. П1.4.
Рис. П1.4. Структурная схема JK-триггера