1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Phạm vi ứng dụng của vi mạch số trong chu kỳ phát xung của xung chẩn trong cấu hình trạm DBS 3900 p3

Phạm vi ứng dụng của vi mạch số trong chu kỳ phát xung của xung chẩn trong cấu hình trạm DBS 3900 p3

Giao tiếp giữa CMOS với Triac và Thyristor: Khi tải hoạt động với điện xoay chiều, chủ yếu là mạng điện 50HZ với điện áp là 110V hay 220V, bộ phận thúc tải trực tiếp là Triac hay Thyristor, tất nhiên là phải có thên Transistor làm trung gian giữa mạch Logic và Triac hay Thyristor. Có nhiều đặc tính kỹ thuật liên quan đến Triac hay Thyristor, quan trọng nhất là dòng điện tối đa, điện áp đỉnh mà Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá Khi muoán CMOS thuùc taûi coù yeâu caàu doøng lôùn ta

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 11

Ngày tạo 8/29/2018 9:05:44 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải Phạm vi ứng dụng của vi mạch số trong chu kỳ phát ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá Khi muoán CMOS thuùc taûi coù yeâu caàu doøng lôùn ta duøng Transistor Darlington coù hfe töông ñöông raát lôùn thöôøng laø treân 1000. Khi taûi hoaït ñoäng ôû theá lôùn thì phaûi theâm Transistor caùch ly cao theá khoûi maïch CMOS sau ñoù ta coù theå duøng Transistor Darlington coâng suaát. Khi taûi coù yeâu caàu doøng lôùn ta coù theå theo hình V.2.b. 3./ Giao tieáp giöõa CMOS vôùi Triac vaø Thyristor: Khi taûi hoaït ñoäng vôùi ñieän xoay chieàu, chuû yeáu laø maïng ñieän 50HZ vôùi ñieän aùp laø 110V hay 220V, boä phaän thuùc taûi tröïc tieáp laø Triac hay Thyristor, taát nhieân laø phaûi coù theân Transistor laøm trung gian giöõa maïch Logic vaø Triac hay Thyristor. Coù nhieàu ñaëc tính kyõ thuaät lieân quan ñeán Triac hay Thyristor, quan troïng nhaát laø doøng ñieän toái ña, ñieän aùp ñænh maø khoâng bao giôø vöôït quaù. Doøng naøy toái thieåu phaûi aùp duïng ôû cöûa thay ñoåi vaøi traêm ôû Thyristor, Triac nhaïy, chuû yeáu laø loaïi coâng suaát thaáp, ñeán vaøi chuïc mA ôû coâng suaát lôùn. ÔÛ tröôøng hôïp maïch TTL hay CMOS coù theå thuùc tröïc tieáp cöûa Thyristor hay Triac, coøn phaûi duøng Transistor laøm trung gian. 34 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  2. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá Hình V.3a Hình V.3a trình baøy giao tieáp maïch Logic vôùi Triac hay Thyristor ñeå ñieàu khieån hoaït ñoäng ôû maïch ñieän xoay chieàu. Hình V.3b 4./ TTL taùc ñoäng möùc thaáp vôùi taûi hoaït ñoäng ôû möùc cao, doøng thaáp: Taûi ñieån hình nhaát trong tröôøng hôïp naøy laø Led coù doøng tieâu bieåu laø 10mA vaø coù ñieän theá hoaït ñoäng (1,7 – 2,1)V, khi ngoõ ra Y thaáp (hình V.4) Transistor T0 ngöng daãn, T1 baõo hoøa vaø nhaän doøng toái ña 16mA neân coù theå taùch ñöôïc Led, phaûi theâm ñieän trôû giôùi haïn doøng. 35 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  3. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá VCC _ Vdd _ VCCsat 5 _ 1,7 _ 1,3 R= = I Led 10mA =>R=300 Hình V.4 5./ TTL taùc ñoäng ôû möùc cao: Vaán ñeà cô baûn nhaát laø khi ngoõ ra ôû möùc cao maïch TTL chæ coù theå cung caáp doøng ñieän raát haïn cheá 400mA, ôû TTL loaïi thöôøng, doøng ñieän khoâng chæ ñuû saùng ngay caû ñeøn led. Ta coù theå theâm cöûa ñeå laät traïng thaùi vaø duøng khaû naêng doøng lôùn ôû möùc thaáp ñeå hoaït ñoäng taûi. Ta cuõng coù theå duøng Transistor giao tieáp nhö hình (H.V.5) Hình V.5 36 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  4. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá 6./ TTL taùc ñoäng ôû möùc thaáp Hình V.6 Khi taûi tieâu thuï doøng thaáp, nhöng theá cao môùi hoaït ñoäng ñöôïc nhö Rôle, ñeøn Neon, maïch giao tieáp coøn coù nhieäm vuï caùch ly cao theá khoâng taùc ñoäng leân Transistor beân ngoaøi maïch. Hình V.6c 37 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  5. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá Chöông III THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑEÁM TAÀN SOÁ I./ KHOÁI TOAØN SÔ ÑOÀ MAÏCH: 1./ Sô ñoà khoái toaøn maïch: 2./ Trình baøy nguyeân lí toaøn maïch a Khoái dao ñoäng chuaån 32KHZ: Taïo dao ñoäng coù taàn soá oån ñònh, töø dao ñoäng naøy chia xuoáng ñeå ñöôïc dao ñoäng coù taàn soá xung laø 1HZ. b Khoái chia: Ñeå taïo xung ñieàu khieån coù taàn soá 1HZ töø dao ñoäng chuaån. c Khoái khoáng cheá 1 giaây: Taïo söï ñoàng boä cho maïch laøm vieäc. d Khoái chia taàn: Nhaèm môû roäng giôùi haïn taàn soá caàn ño. e Khoái ñeám: laø maïch ñeám xung cuûa tín hieäu vaøo döôùi daïng maõ BCD. f Khoái giaûi maõ: Chuyeån ñoåi maõ soá töø khoái ñeám sang maõ soá cuûa khoái hieån thò töông öùng, cuï theå laø boä ñeám laø maõ BCD coøn hieån thò laø LED 7 ñoaïn thì caàn duøng IC giaûi maõ BCD sang LED 7 ñoaïn. Khi soá löôïng LED hieån thò nhieàu thì ngöôøi ta duøng kyõ thuaät chæ baùo ña hôïp ñeå giaûi maõ. g Khoái chænh daïng xung: Maïch ñeám chæ laøm vieäc vôùi tín hieäu coù daïng xung vuoâng, khoái naøy chænh daïng soùng cho ñuùng yeâu caàu cuûa maïch ñeám. h Khoái giaûm bieân ñoä tín hieäu ngoõ vaøo nhaèm haïn cheá bieân ñoä tín hieäu cho phuø hôïp vôùi maïch ño. 38 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  6. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá i Khoái nguoàn: Cung caáp nguoàn noâi cho toaøn maïch hoaït ñoäng. 3./ Ñaëc ñieåm vaø yeâu caàu maïch thieát keá: a./ Yeâu caàu cuaû maïch: – Taàn soá laøm vieäc cuûa maïch naèm trong daõy taàn soá aâm taàn töø 5 ñeán 20KHZ. – Ñoä mieãn nhieãu phaûi cao. – Maïch phaûi coù coâng suaát tieâu taùn thaáp. – Töø nhöõng ñaëc ñieåm vaø yeâu caàu naøy ta choïn IC laøm vieäc thuoäc hoï CMOS laø loaïi IC coù nhöõng ñaëc ñieåm phuø hôïp vôùi yeâu caàu. b./ Ñaëc ñieåm cuûa hoï CMOS: – Ñieän aùp nguoàn nuoâi coù theå thay ñoåi töø 3 V ñeán 15V, thoâng soá kyõ thuaät cho trong soå tay thöôøng aùp duïng nguoàn 5V ñeán 10 V, cuõng coù moät soá vi maïch cho pheùp nguoàn ôû 15 V, thoâng thöôøng ñieän aùp nguoàn nuoâi cho hoï CMOS laø 5 V. – Coâng suaát tieâu taùn cho moãi cöûa coång raát thaáp, 5nW ôûnguoàn nuoâi laø 5V. – Giöõa hoï 40xx vaø hoï 74xx coù cuøng ñieän aùp nguoàn laø 5V nhöng caùc möùc ñieän aùp vaøo ra vaø caû leà nhieãu cuaû hai cuõng khoâng gioáng nhau, leà nhieãu cuûa CMOS laø 1V vaø TTL laø 0.4 V. – Ñoä mieãn nhieãu cao thöôøng 45% ñieän theá nguoàn cung caáp VDD. – Toác ñoä giao hoaùn thaáp vaøo khoaûng 5 MHZ. – Doøng ñieän ngoõ vaøo nhoû khoaûng 10 nA. – Toång trôû ngoõ vaøo raát lôùn 1011  maéc song song vôùi tuï ñieän 5 pF. – Toång trôû ngoõ ra nhoû khoaûng vaøi traêm OHM. – CMOS khoâng theå thuùc tröïc moät ñeøn LED ngay caû khi hoaït ñoäng ôû 15 V. – Caùc CMOS ñeäm coù khaû naêng doøng khaù lôùn. – Do toång trôû vaøo maïch logic CMOS lôùn neân soá fan out cuõng lôùn treân 50. – Raát ít nhaïy caûm vôùi nhieät ñoä. – Nhieät ñoä laøm vieäc: – Thöông maïi: 40 C ñeán 85 C. – Trong quaân ñoäi: 55C ñeán 125 C. – Thôøi gian treã ñoái vôùi maïch logic CMOS laø khoâng ñaùng keå. II./ MAÏCH DAO ÑOÄNG CHUAÅN: 1./ Maïch dao ñoäng chuaån taàn soá 32 khz: Maïch ño taàn soá hoaït ñoäng döïa treân nguyeân taéc laø ñeá xung tín hieäu vaøo trong thôøi gian 1 giaây. Trong thieát bò ño löôøng ñieän thì ñoä chính xaùc cuûa thieát bò ñöôïc ñaët leân haøng ñaàu vì vaäy maïch dao ñoäng chuaån naøy ñöôïc taïo ra töø maïch dao ñoäng duøng thaïch anh coù taàn soá laø 32 KHZ. 39 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  7. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá Coång NOT N1, N2 keát hôïp vôùi ñieän trôû R1, R2 tuï ñieän C vaø thaïch anh XTAL ñeå taïo maïch dao ñoäng coù taàn soá dao ñoäng ñuùng baèng taàn soá cuûa thaïch anhlaø 32 KHZ. Coång NOT N3 laø coång ñeäm nhaèm phaân caùch taûi vôùi maïch dao ñoäng ñoàng thôøi taêng khaû naêng doøng vaø ñònh daïng soùng cuûa nguoàn tín hieäu dao ñoäng. Xung môû coång and ñeå ñöa tín hieäu caàn ño vaøo maïch ñeám trong thôøi gian laø 1 giaây nghóa laø taàn soá xung môû coång laø 1 HZ, do ñoù caàn phaûi coù maïch chia taàn soá chuaån 32 KHZ xuoáng taàn soá thaáp laø 1 HZ. 2./ Maïch chia taàn soá taïo dao ñoäng coù taàn soá 1hz Trong maïch naøy ta söû duïng caùc loaïi IC ñeám thaäp phaân ñeå taïo thaønh maïch chia, ñeå dao ñoäng 1 HZ töø dao ñoäng chuaån 32 KHZ thì caàn maïch chia 32000. Daïng maïch chia nhö sau: IC ñeám 4518B bao goàm hai boä ñeám 10 beân trong ta keát noái laïi ñeå ñöôïc boä chia 100 chaân 7, 15 laø ngoõ vaøo reset maïch ñeám taùc doäng ôû möùc cao, ñeå maïch ñeám bình thöôøng neân ñöôïc noái xuoáng mass. Chaân 6, 10 noái chung laïi vôùi nhau ñeå ñöa tín hieäu töø taàng tröôùc sang taàng sau. Chaân 1, 9 laø ngoõ vaøo xung clock taùc ñoäng ôû caïnh sau ñöôïc noái mass. Tín hieäu xung ñöôïc ñöa vaøo 40 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  8. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá chaân 2 laø ngoõ vaøo xung clock taùc ñoäng ôû caïnh tröôùc, tín hieäu xung laáy ra ôû chaân 14 coù taàn soá laø 320 HZ ñöôïc ñöa tieáp vaøo maïch 320. Boä chia 327 söû duïng IC 4040B laø loaïi IC ñeám nhò phaân coù 12 ngoõ ra töø 00 ñeán 011, soá ñeám toái ña laø 2048 nhöng do yeâu caàu laø maïch chæ chia ñeán 327 neân caàn söû duïng caùc coång and ñeå toång hôïp caùc ngoõ ra ñeå ñöôïc maïch chia 327. Soá thaäp phaân 327 ñöôïc maõ hoùa theo soá nhò laø 101000111, caùc ngoõ ra ôû möùc cao [1] ñöôïc ñöa vaøo caùc ngoõ vaøo cuûa coång and, ngoõ ra cuoái cuøng cuûa coång and A4 laø tín hieäu xung coù taàn soá 1 HZ, ñoàng thôøi tín hieäu naøy cuõng ñöôïc ñöa veà chaân 11 cuûa IC 4040B reset laïi maïch chia. III./ MAÏCH CHIA TAÀN SOÁ NGOÕ VAØO VAØ MAÏCH KHOÁNG CHEÁ THÔØI GIAN ÑEÁM TRONG 1 GIAÂY: 1. Maïch chia taàn soá: Do maïch hieån thò chæ duøng 4 LED neân keát quaû ño coù theå hieån thò ñöôïc laø 9999 HZ, nhöng yeâu caàu ñaët ra khi thieát keá laø thieát bò phaûi ñaùp öùng ñöôïc taàn soá 20000 HZ vì vaäy caàn coù maïch chia taàn soá tín hieäu ngoõ vaøo neáu nhö khi ño tín hieäu coù taàn soá lôùn hôn 9999 HZ thì ta chuyeån sang giai ño nhaân 10 hay nhaân 100 ñeå deã ñoïc keát quaû hôn.  Töø nhöõng yeâu caàu ñaët ra ta thieát keá daïng maïch chia nhö sau: Duøng hai IC 4017B laø loaïi IC ñeám 10 thuoäc hoï CMOS vaø coâng taéc 3 vò trí ñeå taïo caùc giai ño. Trong maïch naøy söû duïng IC 4017B laøm phaàn töû chia ñeå ñôn giaûn cho vieäc thieát keá maïch in hôn laø duøng IC ñeám 4518B nhöng phaûi duøng ñeán hai IC môùi coù ñöôïc boä chia 100. Tín hieäu caàn ño taàn soá ñöpôïc ñöa vaøo chaân 14 cuûa IC1, ngoõ ra 09 (chaân 11) ñöôïc noái qua chaân 14 cuûa IC2 ñeå ñöôïc chia tieáp doàng thôøi tín hieäu cuõng ñöôïc laáy ra laøm giai ño nhaân 10 vì taàn soá ñaõ ñöôïc chia ñi 10 laàn so vôùi tín hieäu taïi ngoõ vaøo.Taïi chaân 11 cuûa IC2 tín hieäu cuõng ñöôïc laáy ra lam giai ño nhaân100 vì tín hieäu ñaõ ñöôïc chia 100 laàn so vôùi taàn soá tín hieäu taïi ngoõ vaøo chaân 14 cuûa IC1, ngay ngoõ vaøo naøy cuõng laáy tín hieäu ra laøm giai ño (x1) 41 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  9. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá Khi coâng taéc ôû vò trí (1) thì keát quaû hieån thò treân maøn hình ta ñoïc bình thöôøng, nghóa laø keát quaû hieån thò treân maøn LED laø 150 thì ñoïc keát quaû cuûa pheùp ño laø 150 HZ. Khi coâng taéc ôû vò trí ( 2 ) giaû söû treân phaàn hieån thò laø 15 thì keát quûa cuûa pheùp ño ñoïc laø 15 x 10 =150 HZ nghiaõ laø coù 10 xung vaøo thì môùi coù moät xung ra, cöù nhö theá coù 100 xung vaøo thì coù 10 xu ng ra nhö vaäy ñieåm naøy töông vôùi giai ño nhaân 10. Khi coâng taéc ôû vò trí (3) coù 100 xung vaøo ôû chaân 14 cuûa IC1 thì coù 1 xung ra ôû chaân 11 cuûa IC2 hay coù 1000 xung vaøo thì coù 10 xung ra nhö vaäy vò trí naøy töông öùng vôùi giai ño nhaân 100. Toùm laïi, keát quaû cuûa pheùp ño baèng keát quûa hieån thò nhaân vôùi giai ño. 2 . Maïch khoáng cheá thôøi gian ñeám trong 1 giaây: Nhö ñaõ trình baøy trong phaàn 2 laø maïch hoaït ñoäng döïa treân nguyeân taéc laø maïch ñeám xung trong 1 giaây. Ta caàn maïch môû coång cho tín hieäu caàn ño taàn soá vaøo maïch ñeám trong 1 giaây sau ñoù ñoùng khoâng tín hieäu qua. Maïch ñeám vaø giaûi maõ hieån thò keát quaû treân LED, keát quaû naøy ñöôïc löu giöõ laïi trong suoát thôøi gian reset maïch ñeám vaø chu kì ñeám laàn sau. Döïa vaøo baûng traïng thaùi cuûa coång and coù theå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu cuûa maïch khoùa tín hieäu ngoõ vaøo: Baûng traïng thaùi A B Y ( ngoõ ra) 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Tín hieäu ñieàu chính laø dao khieån ñoäng chuaån coù taàn soá 1 HZ 42 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  10. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá IC ñeám 4017 B coù caùc ngoõ ra thay ñoåi traïng thaùi laàn löôït theo tín hieäu xung 1 HZ nghiaõ laø moãi thôøi ñieåm chæ coù moät ngoõ ra ôû möùc cao coøn caùc ngoõ ra khaùc ñeàu ôû möùc thaáp. Luùc ñaàu, ngoõ ra 00 = [1] coång and ñöôïc môû cho pheùp tín hieäu vaøo maïch ñeám sau thôøi gian 1 giaây 00 chuyeån sang traïng thaùi möùc thaáp coång and ñöôïc khoaù khoâng cho tín hieäu vaøo maïch ñeám vaø luùc naøy ngoõ ra 01 ôû traïng thaùi möùc cao thoâng qua coång NOT traïng thaùi ñöôïc ñaûo laïi laø möùc thaáp cho pheùp maïch giaûi maõ xuaát keát quaû ñeám leân maøn LED cuõng sau thôøi gian 1 giaây ngoõ ra 01 chuyeån sang traïng thaùi möùc thaáp ôû ngoõ ra coång NOT laø möùc cao cho pheùp maïch choát keát quaû vöøa hieån thò, ngoõ ra 02 chuyeån traïng thaùi töù möùc thaáp sang möùc cao reset laïi toaøn boä maïch ñeám vaø ngay caû IC 4017B laøm cho ngoõ ra 00 chuyeån traïng thaùi töø möùc thaáp sang möùc cao maïch baét ñaàu hoaït ñoäng nhö chu kì ñaàu laø ñeám xung tín hieäu vaøo - choát keát quaû hieån thò - reset laïi maïch ñeám. Daïng soùng moâ taû nguyeân lyù hoaït ñoäng cuaû maïch: 43 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
  11. Luaän Aùn toát Nghieäp Moâ Hình Maùy Ño Taàn Soá IV./ MAÏCH GIÔÙI HAÏN BIEÂN ÑOÄ TÍN HIEÄU NGOÕ VAØO: Maïch ño taàn soá söû duïng vi maïch soá, nhö ñaõ giôùi thieäu IC soá chæ laøm vôùi tín hieäu ôû daïng xung coù hai möùc ngöôõng phaân bieät roõ raøng. Giôùi haïn bieân ñoä tín hieäu cho pheùp maïch coù theå laøm vieäc ñöôïc laø phaûi lôùn hôn 2Vp-p vaø nhoû hôn 5 Vp-p, neáu nhö bieân ñoä tín hieäu quaù nhoû thì caàn coù maïch khueách ñaïi vaø ngöôïc laïi bieân ñoä quaù lôùn thì caàn maïch haïn cheá bieân ñoä tín hieäu ngoõ vaøo: 1 . Maïch khueách ñaïi tín hieäu ngoõ vaøo: Ñeå ñaùp öùng ñöôïc caùc tín hieäu coù bieân ñoä thaáp töø haøng mV thì caàn maïch khueách ñaïi ñeå naâng bieân ñoä leân haøng volt môùi ñaùp öùng ñöôïc bieân ñoä tín hieäu ngoõ vaøo maïch ñeám. Trong maïch naøy ta duøng IC 741 laøm phaàn töû khueách ñaïi, heä soá khueách ñaïi cuûa maïch phaûi cao nhöng neáu duøng moät taàng khueách ñaïi thì maïch laøm vieäc khoâng oån ñònh vaø khoâng ñaùp öùng ñöôïc daûi taàn soá tín hieäu caàn ño. Vì vaäy ta thieát keá maïch duøng hai taàng khueách ñaïi, ngöôõng bieân ñoä tín hieäu thaáp nhaát laø 10 mV. Daïng maïch khueách ñaïi nhö sau: 44 Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh Phoá Hoà Chí Minh
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược