Передающее пристрій кодоимпульсной системи ТИ

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Радиоэлектроника


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Оглавление:

1. Содержание
2. Задание
3. Введение
4. Визначення числа рівнів і крок квантования
5. Вибір коду та її параметров
6. Комбінації коду Грея
7. Вибір параметрів кодованого сигналу телеизмерения
8. Передавальне пристрій кодоимпульсной системи ТИ
9. Розробка передавального устрою кодоимпульсной системи телевимірювання з перетворювачем считывания
10. Побудова структурної схеми передавального устрою кодоимпульсной системи телеизмерения
11. Побудови принципової схеми передавального устрою кодоимпульсной системи телеизмерения
12. Специфікація елементної базы
13. Розрахунок апаратурною надійності устройства
14. Розрахунок симетричного мультивибратора на транзисторах
15. Внутрішні схеми логічних елементів і некоторых
16. цифрових мікросхем, які у проекте
17. Список використаної литературы

Задание:
1. Спроектировать передавальний устрій кодоимпульсной системи телевимірювання, що забезпечує передачу вимірюваного параметра буде в діапазоні Xmin _ Xmax з похибкою дискретності d0, %.
2. Рекомендований вид коду зазначений в таблице.
3. Передача вимірюваних параметрів здійснюється за каналу в зв’язку зі заданої смугою частот Dfk.
4. У передающем устрої використовується тимчасової метод поділу елементів сигнала.
5. Для складання кодових комбінацій вимірюваних параметрів використовується амплитудно-импульсный ознака, кількість імпульсних ознак m=2.
6. Синхронізація циклічна. Імпульс синфазирования відрізняється від інформаційного длительностью:
tси = (3 _ 5) tи, где
tси — тривалість імпульсу синхронизирования
tи — тривалість інформаційного імпульсу, tи=tп
tп — тривалість паузи між импульсами.
7. Тип аналого-цифрового перетворювача і вихідний параметр датчика зазначені у таблице.

Рассчитать:
1. Кількість рівнів квантування (число комбінацій кода);
2. Крок квантования;
3. Кількість елементів комбінації коду та их;
4. Час передачі однієї комбінації кода;
5. Електричну схему однієї з вузлів передавального устройства;
6. Аппаратурную надійність передавального устрою під час роботи t=2000 ч.
Начертить:
1. Структурну схему передавального устройства;
2. Принципову схему передавального устройства;
3. Тимчасову діаграму роботи передавального устройства;

ВВЕДЕНИЕ
Кодоимпульсные системи телевимірювання з дискретними сигналами телевимірювання проти системами телевимірювання з безперервними сигналами випливає низка достоїнств. До них належать: вища стійкість перед перешкодами передачі сигналів шляхом застосування помехоустойчивых кодів, зручність відтворення сигналів, зручність поєднання його з дискретними системами зворотної інформації та др.
Відповідно до завданням необхідно спроектувати пристрій кодоимпульсной системи телевимірювання, служить для перетворення вимірюваних величин в кодові телеизмерительные сигнали і передачі в лінію зв’язку. Тут також передбачена послідовна передача елементів кожного кодованого сигналу в лінію зв’язку, тобто. застосовується тимчасової метод поділу елементів сигналу. Для освіти кодових комбінацій використовується амплітуда імпульсний признак.
У кодоимпульсных системах телевимірювання застосування передачі кодованих сигналів телевимірювання пов’язаний з потребою квантування безупинно вимірюваного параметра за рівнем і времени.
У преобразователях зчитування для перетворення кута відхилення в код застосовуються які кодують диски, чи сектора, з допомогою що у залежність від значення вимірюваною величини набирається певна кодова комбінація. Який Кодує диск для звичайного двоичного коду виду 2N складається з окремих кілець, причому кількість їх одно числу елементів (n) кодових комбінацій обраного коду. Диск чи наймане пристрій робить певне умовне переміщення з допомогою первинного вимірювального приладу. У цьому кожному розі повороту диска чи съемного устрою відповідає певна кодова комбінація. У процесі зчитування комбінацій з диска звичайного двоичного коду виду 2N можуть з’явитися великі спотворення за українсько-словацьким кордоном переходу від однієї комбінації в іншу. З метою зменшення спотворень межах переходів сусідніх комбінацій замість диска звичайних двійкових кодів застосовується диск коду Грея. На диску коду Грея все сусідні кодові комбінації відрізняються одна від друга лише одною елементом і тому спотворення з їхньої кордоні будуть минимальными.
Визначення числа рівнів і кроку квантування вимірюваного параметра, що підлягає передаче.
Діапазон вимірюваного параметра Xmin_Xmax= 0500, относи-
тельная похибка квантування d0= 0.4%.

Вибір коду та її параметров.
Відповідно до завданням в передающем устрої кодоимпульсной системи телевимірювання необхідно використовувати код Грея.
Загальна кількість комбінацій коду Грея визначається выражением:
N = 2n,
де n- фактичне число розрядів в кодовою комбінації. Отсюда,
знаючи, що N=126, находим:
n=log2 126 ~ log2 128 = 7.
Отже, передачі всіх 126 комбінацій коду необхідно використовувати 7-разрядный код Грея. Складемо ці комбинации:

1 0 0 0 0 0 0 1
2 0 0 0 0 0 1 1
3 0 0 0 0 0 1 0
4 0 0 0 0 1 1 0
5 0 0 0 0 1 1 1
6 0 0 0 0 1 0 1
7 0 0 0 0 1 0 0
8 0 0 0 1 1 0 0
9 0 0 0 1 1 0 1
10 0 0 0 1 1 1 1
11 0 0 0 1 1 1 0
12 0 0 0 1 0 1 0
13 0 0 0 1 0 1 1
14 0 0 0 1 0 0 1
15 0 0 0 1 0 0 0
16 0 0 1 1 0 0 0
17 0 0 1 1 0 0 1
18 0 0 1 1 0 1 1
19 0 0 1 1 0 1 0
20 0 0 1 1 1 1 0
21 0 0 1 1 1 1 1
22 0 0 1 1 1 0 1
23 0 0 1 1 1 0 0
24 0 0 1 0 1 0 0
25 0 0 1 0 1 0 1
26 0 0 1 0 1 1 1
27 0 0 1 0 1 1 0
28 0 0 1 0 0 1 0
29 0 0 1 0 0 1 1
30 0 0 1 0 0 0 1
31 0 0 1 0 0 0 0
32 0 1 1 0 0 0 0
33 0 1 1 0 0 0 1
34 0 1 1 0 0 1 1
35 0 1 1 0 0 1 0
36 0 1 1 0 1 1 0
37 0 1 1 0 1 1 1
38 0 1 1 0 1 0 1
39 0 1 1 0 1 0 0
40 0 1 1 1 1 0 0
41 0 1 1 1 1 0 1
42 0 1 1 1 1 1 1
43 0 1 1 1 1 1 0
44 0 1 1 1 0 1 0
45 0 1 1 1 0 1 1
46 0 1 1 1 0 0 1
47 0 1 1 1 0 0 0
48 0 1 0 1 0 0 0
49 0 1 0 1 0 0 1
50 0 1 0 1 0 1 1
51 0 1 0 1 0 1 0
52 0 1 0 1 1 1 0
53 0 1 0 1 1 1 1
54 0 1 0 1 1 0 1
55 0 1 0 1 1 0 0
56 0 1 0 0 1 0 0
57 0 1 0 0 1 0 1
58 0 1 0 0 1 1 1
59 0 1 0 0 1 1 0
60 0 1 0 0 0 1 0
61 0 1 0 0 0 1 1
62 0 1 0 0 0 0 1
63 0 1 0 0 0 0 0
64 1 1 0 0 0 0 0
65 1 1 0 0 0 0 1
66 1 1 0 0 0 1 1
67 1 1 0 0 0 1 0
68 1 1 0 0 1 1 0
69 1 1 0 0 1 1 1
70 1 1 0 0 1 0 1
71 1 1 0 0 1 0 0
72 1 1 0 1 1 0 0
73 1 1 0 1 1 0 1
74 1 1 0 1 1 1 1
75 1 1 0 1 1 1 0
76 1 1 0 1 0 1 0
77 1 1 0 1 0 1 1
78 1 1 0 1 0 0 1
79 1 1 0 1 0 0 0
80 1 1 1 1 0 0 0
81 1 1 1 1 0 0 1
82 1 1 1 1 0 1 1
83 1 1 1 1 0 1 0
84 1 1 1 1 1 1 0
85 1 1 1 1 1 1 1
86 1 1 1 1 1 0 1
87 1 1 1 1 1 0 0
88 1 1 1 0 1 0 0
89 1 1 1 0 1 0 1
90 1 1 1 0 1 1 1
91 1 1 1 0 1 1 0
92 1 1 1 0 0 1 0
93 1 1 1 0 0 1 1
94 1 1 1 0 0 0 1
95 1 1 1 0 0 0 0
96 1 0 1 0 0 0 0
97 1 0 1 0 0 0 1
98 1 0 1 0 0 1 1
99 1 0 1 0 0 1 0
100 1 0 1 0 1 1 0
101 1 0 1 0 1 1 1
102 1 0 1 0 1 0 1
103 1 0 1 0 1 0 0
104 1 0 1 1 1 0 0
105 1 0 1 1 1 0 1
106 1 0 1 1 1 1 1
107 1 0 1 1 1 1 0
108 1 0 1 1 0 1 0
109 1 0 1 1 0 1 1
110 1 0 1 1 0 0 1
111 1 0 1 1 0 0 0
112 1 0 0 1 0 0 0
113 1 0 0 1 0 0 1
114 1 0 0 1 0 1 1
115 1 0 0 1 0 1 0
116 1 0 0 1 1 1 0
117 1 0 0 1 1 1 1
118 1 0 0 1 1 0 1
119 1 0 0 1 1 0 0
120 1 0 0 0 1 0 0
121 1 0 0 0 1 0 1
122 1 0 0 0 1 1 1
123 1 0 0 0 1 1 0
124 1 0 0 0 0 1 0
125 1 0 0 0 0 1 1
126 1 0 0 0 0 0 1

Вибір параметрів кодованого сигналу телеизмерения.
Для складання елементів кодовою комбінації використовується амплітуда ознака з кількістю імпульсних ознак m=2.
У цьому елемент «0 «комбінації можна представляти прямокутним імпульсом з травня нульової амплітудою, а елемент «1 «- прямокутним імпульсом з амплітудою 6 В.
Мінімальну допустиму тривалість елементів (імпульсів) кодовою комбінації визначимо з умови: 1. 0

Застосуємо циклічну синхронизацию.
Як синфазирующего елемента телеизмерительного сигналу використовуємо прямокутний імпульс з амплітудою 6 У і длительностью
tcи=3tи=12 мс.
Тривалість розділювальних пауз
tп=tи= 4 мс.
Побудуємо тимчасову діаграму передачі одного кодованого сигналу телевимірювання. Кожен телеизмерительный сигнал складається з послідовності синфазирующего імпульсу й низки інформаційних імпульсів 0 і 1.

Передавальне пристрій кодоимпульсной системи телеизмерения.
Передавальне пристрій кодоимпульсной системи телевимірювання служить для перетворення безперервних вимірюваних величин в кодові телеизмерительные сигнали і передачі в лінію связи.
Існують дві основні способу перетворення безупинної вимірюваною величини в код:
а) перетворення кута відхилення в код;
б) перетворення напруги чи струму в код.
Спосіб перетворення кута відхилення в код застосовується у преобразователях считывания.
Спосіб перетворення напруги чи струму в код застосовується у преобразователях поразрядного кодування і преобразователях послідовного счета.
У цьому проекті розглядаються питання розробки передавального устрою кодоимпульсной системи телевимірювання з перетворювачем зчитування.
Розробка передавального устрою кодоимпульсной системи телевимірювання з перетворювачем считывания.
У преобразователях зчитування для перетворення кута відхилення в код застосовуються які кодують диски чи сектора, з допомогою що у залежність від значення вимірюваною величини набирається певна кодова комбінація. Який Кодує диск чи сектор складається з окремих кілець, причому їх кількість одно числу елементів (n) кодових комбінацій обраного кода.
У нашому випадку число елементів n одно 7, а число можливих кодових комбінацій N одно 126.
Кожному розі повороту диска відповідає певна кодова комбінація. Сусідні кодові комбінації відрізняються лише одною елементом, тому спотворення межах переходів будуть мінімальними, крім того, легко побудувати аналого-цифровий перетворювач (АЦП) під час використання коду Грея.

Побудова структурної схеми передавального устрою кодоимпульсной системи телевимірювання з перетворювачем зчитування під кодовою диском.
Структурна схема передавального устрою з перетворювачем зчитування зазвичай складається з первинного датчика- вимірювача, кодового диска, ламп розжарювання, фотодатчиков, формирователей сигналів, розподільника, генератора тактових імпульсів, триггера пуску і зупинки, формирователя синфазирующих імпульсів й низки допоміжних логічних элементов.
З використанням коду Грея у різноманітних двох сусідніх кодових комбінаціях існує розряд, якого за переході від однієї комбінації в іншу одиниця не змінюється. Використовуючи цього факту, можна виконати кодовий диск як пластини з стеклотекстолита з вытравленным у ньому малюнком, в такий спосіб, щоб металеві ділянки кожному повороті диска відповідали комбінації коду Грея, у разі на пластині одержимо нерозривний шар. Подав цей шар потенціал 5 У., з допомогою семи контактних пластин, підхожих до кодирующему сектору, можна безпосередньо знімати комбінації коду Грея, подаючи безпосередньо на мікросхеми. Використовуючи цей спосіб, ми значно спрощуємо схему, відмовившись від ламп розжарювання, фотодатчиков і формирователей сигналов.
Також під час використання описаної в [1] схеми, можна побачити певний брак її діяльності. При перетворення безупинної вимірюваною величини в кодову комбінацію може виникнути помилка з допомогою кінцівки часу перетворення. Оскільки код, лічений з диска, ніде не фіксується, може змінитися під час зчитування. Уникнути цієї вади можна шляхом проміжного запам’ятовування ліченого значення коду тимчасово його перетворення. У схемою використаний перетворювач ліченого сигналу у паралельному коді в послідовний для наступної передачі комбінації в лінію зв’язку. І тому використовується регістр зсуву, значно упрощающий схемотехническое рішення. Режим цього регістру задається з допомогою блоку формування управляючих сигналів, у своїй потреба у формуванні синфазирующего імпульсу отпадает.
Враховуючи всі вищесказане, структурна схема буде такою. Сигнал з первинного вимірника у вигляді зв’язки Польщі з кодирующим диском перетворюється на паралельну кодову комбінацію, що надходить у блок перетворення паралельного коду в послідовний, який управляється сигналами, що надходять із блоку управління. Цикл роботи устрою визначається частотою задає генератора.
Побудова принципової схеми передавального устрою кодоимпульсной системи телевимірювання з перетворювачем зчитування під кодовою диском і схемы.
Пристрій зчитування і перетворення паралельного коду в послідовний зручно використовувати мікросхему 155ИР13. Вона дозволяє здійснити паралельну завантаження коду по позитивному фронту синхроимпульсов за певного стані S1 і S2; зробити зрушення завантаженого числа вліво чи вправо, причому стан паралельних входів мікросхеми не впливає на запомненное число. З іншого боку, ця мікросхема має асинхронний скидання за рівнем сигналу всіх розрядів, що зручно при реалізації циклічною роботи схемы.
Розглянемо тимчасову діаграму переданого кодованого сигнала.

З неї видно, що період переданої кодовою послідовності разом із синхронизирующим імпульсами становить 18tи чи 9 періодів роботи задає генератора. Отже, якщо сформулювати після задає генератора лічильник імпульсів до 9, те з його допомогою ми можна сформувати всі необхідні сигнали для використовуваного регістру зсуву. Як лічильника використовуємо мікросхему двоичного лічильника 155ИЕ5.
Ця ІМС спрацьовує по негативному фронту сигналу. А, щоб організувати скидання лічильника, використовуємо два елемента НЕ (155ЛН1) і тільки елемент 4ИЛИ-НЕТ (155ЛЕ3). Коли на виходах лічильника виникає кодова комбінація 1001 (9), то, на всіх входах елемента 4ИЛИ-НЕ перебувають нулі, не вдома ж елемента формується позитивний імпульс, який, вступаючи на входи скидання лічильника, змушує її розпочати новий цикл рахунки (діаграма роботи лічильника та формування імпульсу скидання представлені листку, під номерами 1−6).
Для скидання регістру необхідно використовувати инвертированный імпульс скидання счетчика.
Для тактирования лічильника використовується сума імпульсів генератора і четвертого розряду счетчика.
Для паралельної завантаження кодовою комбінації в регістр необхідно сформувати на входах S1 і S2 логічні одиниці під час дії першого тактового імпульсу після скидання. Для послідовного зсуву розрядів в регістрі під час дії тактових імпульсів необхідно присутність на вході S1 логічного нуля, але в вході S2- логічна одиниця. Задля реалізації цього вхід S2 подається стала логічна одиниця, але в вхід S1 подається сигнал, сформований від допомогою елемента 4ИЛИ-НЕ, на входи якого надходять сигнали із виходу счетчика.
Запуск і громовідвід устрою здійснюється двома кнопками: КН1 («Громовідвід ») і КН2 («Пуск) », які розв’язані з генератором через одне із тригерів мікросхеми К155ТМ2, це дозволяє позбутися дребезга контактов.
Розрахунок апаратурною надійності устрою.
Розрахунок надійності враховує лише впливом геть надійність кількості і типів застосовуваних елементів і полягає в наступних допущениях:
1. Усі елементи такого типу равнонадежны, т. е. інтенсивність відмов li тих елементів одинакова;
2. Усі елементи працюють у нормальних технічних условиях;
3. Інтенсивність відмов всіх елементів залежить від часу (терміну службы);
4. Відмови елементів є подіями випадковими і независимыми;
5. Усі елементи працюють одновременно;
6. Відмова будь-якого елемента призводить до відмови всієї системи; Можливість безвідмовної роботи устрою Р (t) в довільному інтервалі часу t визначається выражением:
R (t) = exp (-lt) ,
т. е. P (t) змінюється по експонентному закону.
Якщо пристрій складається з N елементів з відповідними интенсивностями відмов l1, l2,l3… ln-1,ln і ліквідовують ушкодження однієї з них призводить до порушення роботи лише устрою, то ймовірність безвідмовної роботи Pу (t) за умови незалежності відмов друг від друга дорівнює твору ймовірностей безвідмовної роботи окремих елементів:
Інтенсивність відмов li залежить від властивостей радіодеталей, режиму їх і умов експлуатації. Значення li нічого для будь-якого класу апаратури визначається статистичними методами в ході эксплуатации.
Інтенсивність відмов щодо різноманітних елементів становить:
У цьому устрої содержится:
— мікросхем — 5 шт,
— резисторів — 5 шт,
— конденсаторів — 4 прим,
Визначаємо можливість безвідмовної роботи влаштування у протягом t=2000 год. та середнє час безвідмовною работы.
Знаючи інтенсивності відмов окремих елементів, визначаємо lу за словами: 1. 0
n
lу= P. S Nili= (5*0. 6+ 5*0. 02+ 4*0. 01)*10−6= 3. 14*10−6 1/ч
i=1
Середнє час безвідмовною работы:
1 1
Tср= = \ = 318 471 годину. lу 3. 14*10−6 0
Можливість безвідмовної роботи протягом 2000 ч:
P (2000)= exp (-3. 14*10−6*2000)= 0. 9 993 721
Протягом 2000 годин робота устрою буде надійної.
Індивідуальне задание.
Розрахунок симетричного мультивибратора на транзисторах.
Вихідні данные:
1. тривалість імпульсу — tи = 18
2. шпаруватість імпульсів —
Q = 2
3. коллекторное напруга —
Eк = 12

Расчет:
1. Визначаємо амплітуду імпульсів з співвідношення: 1. 0
Ek Ek
Um= \ = \ = (1010. 9) B
(1. 11. 2) (1. 11. 2) 0
задамося Um = 10 B
2. Виберемо тип транзистора. Напруга, чинне між колектором і базою транзистора Т2:
2Uкб2~ 2Ek2 + 2Uc22, але на початку розряду конденсатора С2:
2Uс22~ 2Eк2 і 2Uкб2~ 2Ek
Тому в обраного транзистора має быть:
UКдоп > 2Eк; UКЭmax ~ Ek = 12 В
Максимальне напруга між колектором і эммитером составляет:
UKmax= Ek = 12 В
Максимальне зворотне напруга база-эммитер:
Uбэmax ~ Ek= 12 В
Uкбдоп > 2Ek = 2*12= 24 В
Визначимо частотні властивості транзистора:1. 0
F
f2= = 1600 гц, при F= 240 Гц
0. 15 0
Мінімальна значення коефіцієнта посилення по току визначається з условия:
b > 15 (Q-1) = 15
З даних, взяти транзистор типу МП25А, котрій f2= 0.2 МГц, b= 20.
3. Вибираємо коллекторный резистор Rk.
Величина Rk= Rk1= Rk2 вибирається не більше 1 _ 5 кОм, Rk вибирається рівним 1 кОм, тоді: 1. 0
Ek 12
Ik= = = 0. 012 А = 12 мА.
Rk 10 000
Визначаємо потужність, яку може бути розрахований резистор Rk:
PRk= I2Kmax& Rk= 0. 0122& 1000= 0. 144 Вт
Вибираємо за Держстандартом резистор
Rk типу ОМЛТ — 0,25−1 кОм
4. Розрахуємо опір резистора бази Rб:
Rб~ 10& Rk = 10&1 = 10 кОм
Вибираємо за Держстандартом резистор Rб типу ОМЛТ — 0,25 — 10 кОм
5. Розраховуємо ємність конденсатора С
Значення ємності визначається з выражения:
Т = 2tu =1. 4RбС, звідки 1. 0
T 2
З =С1 =С2 = = \ = 1.4 мкФ
1. 4Rб 1. 4&10 000 0
Вибираємо за Держстандартом конденсатор З типу МКМ — 160−2
6. Визначаємо тривалість фронту й зрізу по формулам:
tср = 2. 3СRk = 2,3& 1,4&1000 = 1.2 мс
1. 0
(0. 30. 5)
tф =\ = (187.5 _ 312. 5) мкс
f2
0


Список використаної литературы.

1. Г. Б. Туманян, В. А. Грошев «Методичні вказівки з виконання курсового проекту », М., МДІ, 1991;
2. С. В. Якубовський та інших. «Цифрові і аналогові інтегральні мікросхеми. Довідник », М., Радіо і зв’язок, 1990;
3. В. Л. Шило «Популярні цифрові мікросхеми. Довідник » ,
М., Радио і зв’язок, 1988;

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой