Описание работы устройства




 

Кварцевый генератор вырабатывает импульсы с частотой следования 4Мгц. В результате ее деления на выходе “>15”счетчика DD2 на каждый 16 входной импульс формируется импульс длительностью около 0.1мкс, образуя сигнал с частотой 250 кГц, создающий на экране вертикальные линии. Он приходит на кнопочный переключатель SB5. Частоту повторения импульсов этой последовательности счетчик повторений DD1 делит до строчной 15 625Гц на выходе >15 и до 125 кГц на выходе 1. На последнем получается сигнал вертикальных полос, поступающий на переключатель SB1.4. Резисторы R2-R5 преобразуют сигналы двоичного кода на выходах 1,2,4,8 счетчика DD1 в ступенчато изменяющееся напряжение градаций яркости.

Строчные гасящие и синхронизирующие импульсы с периодом следования 64 мкс формируются триггерами микросхемы DD3. До появления импульса на входе R триггер DD3.1 находится в единичном состоянии, определяемом подключением входа S к инверсному выходу. Поступающий на вход R импульс устанавливает его в нулевое состояние, что соответствует началу формирования строчного гасящего импульса. Триггер возвращается в исходное состояние под воздействием на его вход С(при уровне 1 на входе D) второго положительного перепада возникающего на выходе 1 счетчика DD1. На инверсном выходе триггера получаются положительные гасящие импульсы длительностью 12 мкс.

Триггер DD3.2 формирует строчные синхроимпульсы длительностью 4 мкс, фронт которых сдвинут на 2мкс относительно фронта гасящих. Обеспечивают это элементы VD1 и R6, выполняющие логическую операцию или и управляющие входом D.В этом же триггере в строчный синхросигнал вводится кадровые синхроимпульсы, поступающие на вход R, в результате чего на его выходе формируется смесь синхронизирующих импульсов.

На микросхемах DD4, DD6 и элементах DD5.3, DD5.4 выполнен формирователь кадровых синхроимпульсов и сигналов горизонтальных линий и полос. Исходными для этого узла служат импульсы строчной частоты, приходящие с триггера DD3.1 и воздействующие на вход T счетчика DD4. Микросхемы DD4 и DD6 обеспечивают, благодаря обратным связям, коэффициенты деления, коэффициенты деления равные соответственно 63 и 5(по выходам >63 и 8), что и определяет число строк в кадре и частоту кадровых импульсов.

Для получения кадровых синхроимпульсов используется RS - триггер, состоящий из элемента DD5.3 и инвертора, находящегося в счетчике DD4. В начале формирования каждого синхроимпульса счетчики DD4 и DD6 устанавливаются фронтом входного импульса в нулевое состояние. В такое же состояние переходит и RS триггер под воздействием на вход элемента DD5.3 отрицательного импульса, продифференцированного цепью C2-R12-R13. Управление по входу V2 при этом выключено - на нем уровень 0. Уровень 1, возникший на выходе элемента DD5.3 воздействует на входы V8 и С2 счетчика DD4 и, открывая выход S2, обеспечивает выделение на нем спада четвертого входного импульса (он проходит и на выход S1). Последний возвращает RS триггер в исходное состояние, и формирование кадрового синхроимпульса завершается. В результате на выходе S2 получаются отрицательные импульсы кадровой частоты длительностью 204 мкс(12+64+64+64).

Сигнал горизонтальных линий вырабатывается на выходе S1 счетчика DD4 и поступает на переключатель SB7. При формировании кадра изображения воздействие уровня 1 на установочный вход V2 обеспечивает выделение на выходе S1 16-го входного импульса, а затем каждого 32.Но так как общий коэффициент деления счетчика равен 63, то на выход проходят входные импульсы с порядковыми номерами 16,48,79,111,142 и т.д.(16+31+32+31+32). Длительность этих импульсов равна 52мкс, а фаза привязана к фазе СГИ. На экране кинескопа они вызывают подсветку соответствующих строк растром.

Формирование сигнала горизонтальных полос происходит при прохождении импульсов, снимаемых с выхода S1 счетчика DD4 через отдельный триггер счетчика DD6. При этом частота их следования уменьшается вдвое, а скважность становится равной 2 (меандр).

На элементах DD7.1, DD7.2, R14, VD3 выполнено устройство, в котором из двух исходных сигналов, поступающих на вход элемента DD7.1, формируется третий. Для получения изображений шахматного или сетчатого поля одновременно нажимают на кнопки SB4, SB6 (вертикальные и горизонтальные полосы) или SB5, SB7 (вертикальные и горизонтальные линии) соответственно.

Если нажать на кнопку SB8, то на выходе устройства из тех же исходных будут получены сигналы перекрещивающихся полос и точечного поля.

Принажатой кнопке SB2 испытательное изображение заполняется полосами, соответствующее частоте 4 МГц. В зависимости от положения кнопки SB9 заполненными окажутся белые или черные участки изображения. Число вертикальных полос градаций яркости и заполнения можно уменьшить вдвое кнопкой SB1. Различные комбинации кнопок SB1-SB9 позволяют получить множество других изображений на экране телевизора.

Полный видеосигнал положительной полярности образуется в устройстве сложения на элементах VD5-VD7, R17-R19. При одновременном нажатии кнопок SB3,SB4,SB6 в устройстве формируется сигнал шахматного поля, квадраты которого заполнены полосами градаций яркости, для получения которых включены резисторы R7 и R8.

Видеосигнал, снимаемый с резистора R19, поступает через конденсатор C3 в настроенный на частоту телевизионного канала генератор РЧ, где происходит модуляция по коллектору транзистора VT1. При не нажатых кнопках SB1-SB9 на выходе прибора получается сигнал белого поля.

Питается прибор от источника стабилизированного напряжения, принципиальная схема которого изображена в приложении 2. Светодиод VD7 сигнализирует о включенном устройстве.

 


Обзор литературы

 

В книге [1] достаточно подробно изложены сведения о функциональных узлах и компонентах, применяемых в приборостроении, автоматике, вычислительной технике. Приведённый материал знакомит с наиболее распространенными типами элементов и компонентов, также приведены формулы расчёта параметров основных узлов используемых в электронике. Рассмотрены принципы построения генераторов электрических импульсов. В данном курсовом проекте использовался материал, изложенный в книге о генераторах напряжения прямоугольной формы (мультивибраторах) на основе логических элементов.

В первой главе справочника [2] приведены общие сведения о цифровых интегральных схемах и конструктивных особенностях. Во второй - интегральные схемы транзисторно-транзисторной логики. В третьей описаны наиболее распространенные цифровые интегральные схемы на основе КМДП-транзисторов. Четвёртая глава знакомит с самыми быстродействующими микросхемами на основе эмиттерно-связанной логики. Пятая глава посвящена интегральной инжекционной логике. Приведены основные параметры рассматриваемых интегральных схем, которые сведены в таблицы по разделам.

Для более полного понимания работы микросхем среднего уровня интеграции во многих случаях приводятся их структурные схемы, а также принципиальные схемы основных элементов. В частности, в курсовом проекте использовались такие микросхемы как: К155ТМ2, К155ЛА3, К155ИЕ7, К155ИЕ8, информация о которых приведена во второй главе книги.

Справочник [3] представляет собой пятый том многотомного издания, посвященного интегральным схемам. В первом разделе приведены общие сведения об интегральных схемах: классификация и система условных обозначений, принципы построения условных графических обозначений в схемах, наименование и буквенные обозначения параметров, используемые внутри страны и за рубежом, габаритные размеры стандартизованных корпусов, виды корпусов для автоматизированной сборки и поверхностного монтажа и особенности применения. Во втором разделе даются (в цифровой последовательности, начиная с серии К544) состав серии, функциональное назначение, степень интеграции (количество интегральных элементов), тип корпуса и его масса, назначение выводов, электрические (в том числе справочные, классификационные) параметры и предельно допустимые режимы эксплуатации, условные графические обозначения, структурные или типовые схемы включения, таблицы истинности, рекомендации по применению в соответствии с частными техническими условиями (ТУ) аналоговых и цифровых интегральных микросхем, изготовленных по различным схемно-технологическим решениям (транзисторно-транзисторная логика-ТТЛ; транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки-ТТЛШ; эмиттерно-связанная транзисторная логика-ЭСЛ, по биполярной и МОП технологиям).

Справочник [4]. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы и дроссели, изделия коммутации образуют большую группу пассивных элементов, основным свойством которых является выполнение простейших операций (увеличение сопротивления протекающему току, накопление заряда, концентрация электромагнитной энергии и т. п.). Пассивные элементы наряду с активными (электровакуумными приборами, транзисторами) и интегральными схемами являются комплектующими изделиями производства электронной промышленности и радиолюбительских конструкций. В связи с бурным развитием электроники потребность в пассивных элементах возрастает.

Курс на микроминиатюризацию, снижение массы и габаритов, повышение стойкости к внешним факторам, надежности предъявляет повышенные требования и к пассивным элементам. В последние годы разработан ряд новых элементов с улучшенными электрическими и эксплуатационными характеристиками, приспособленными для монтажа на печатных платах.

Многообразие существующих пассивных элементов и появление новых, разбросанность данных о них в специализированных справочниках, каталогах, журналах в известной степени затрудняют работу при конструировании, ремонте и эксплуатации электронной аппаратуры.

Книга [5] посвящена схемотехнике самых массовых серий микросхем - цифровых малой и средней степени интеграции. Известно, что в аппаратуре доминируют три вида таких микросхем: ТТЛ, КМОП и ЭСЛ. Их выпускают сотнями миллионов штук в год. Возможно, многие из них будут изготавливать до конца столетия. В каждом из трех видов микросхем существуют преемственно развивающиеся серии. Имея описание микросхемы, можно реализовать ее свойства полностью. Каждая группа микросхем (к примеру, счетчиков, регистров) имеет сейчас много схемотехнических применений. Варианты схемотехники отображают как ход развития микросхем, так и расширение запросов потребителей.

Книга состоит из трех глав. Глава первая - наибольшая по объему, поскольку посвящена микросхемам ТТЛ. В ней рассмотрена не только их номенклатура, но и даны некоторые теоретические сведения (например, о триггерах), общие и для двух других глав.

Во второй главе описаны самые экономичные массовые микросхемы логики КМОП. Отметим, что микросхемы КМОП разрабатывали после внедрения в аппаратуру первых серий ТТЛ, поэтому во многом копировали их структуру. Микросхемы КМОП почти не потребляют энергию от источника питания, когда сигналы не поступают, т. е. во время ожидания. При обработке сигналов ток потребления микросхем тем больше, чем выше скорость работы устройства.

В третьей главе рассмотрены микросхемы ЭСЛ. Это самая скоростная логика является, пожалуй, самой спорной. Потребителей отпугивает очень большая рассеиваемая мощность. Однако разработчики ЭСЛ много раз «спасали» эту логику от наступления ТТЛ, открывая с ее помощью новые возможности увеличения быстродействия цифровых устройств. В настоящее время быстродействие ЭСЛ достигло субнаносекундного диапазона (серия К1500), а перспективные серии ТТЛ работают пока еще со скоростью в 3...4 раза меньшей.

 


Заключение

 

В результате выполнения курсового проекта был разработан генератор испытательных сигналов, имеющий следующие технические характеристики:

1. Число строк в растре 315

2. Частота кадров 49,6Гц

Кроме того, прибор формирует белое и черное поля, шесть или двенадцать вертикальных полос с градациями яркости, вертикальные и горизонтальные чередующиеся черные и белые полосы, вертикальные и горизонтальные линии, а также шахматное, сетчатое и точечное поля. Кроме перечисленных изображений можно получить изображения перекрещивающихся полос, вертикальных и горизонтальных прерывистых линий, шахматного поля со светлыми полосами, заполненными вертикальными линиями, соответствующим частотам 4 или 2 МГц, и др. Предусмотрено инвертирование сигналов, кроме сигнала «градация яркости».

 


Литература

 

1. Гусев В.Г., Гусев В.М Электроника. - М.: Радио и связь, 1991.

2. Богданович М.И., Грель И.Н., Дубина С.А., Прохоренко В.А., Шалимо В.В. Цифровые интегральные микросхемы. - М: «Беларусь» «Полымя», 1996.

3. Нефедов А.В., Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Серии К544 - К564 Справочник. - М: «КубК-а», 1997.

4. Акимов Н.Н., Ващуков Е.П., Прохоренко В.А., Ходоренок Ю.П. Резисторы. Конденсаторы. Трансформаторы. Дроссели. Коммутационные устройства РЭА. Справочник. - М: «Беларусь», 1994.

5. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. Второе издание - Челябинск «Металлургия», 1989.

6. Дергачев В. Генератор испытательных сигналов - журнал «Радио» №6 1985



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: