Курсовая работа: Анализ и синтез типовых электронных устройств

Оглавление

Аннотация 3

Задание 2.1 4

Задание 2.2 12

Задание 2.3 18

Аннотация

В задании 2.1 проведен анализ частотных свойств преобразователя аналоговой информации, выполненном на основе операционного усилителя. Во время проведения анализа и расчетов по заданной схеме использован операторный метод получения передаточных функций элементарных звеньев и преобразователя с цепью отрицательной обратной связи. На основе полученной передаточной функции рассчитана и построена ЛАЧХ заданного преобразователя и определены основные параметры устройства.

В задании 2.2 по заданному набору конституент единицы составлена таблица истинности, на основе которой составлены СКНФ и СДНФ. СДНФ минимизирована с применением карт Вейча. На основе минимизированной ФАЛ синтезирована схема логического устройства в заданном базисе логических элементов. Для пояснения работы устройства построена временная диаграмма работы.

В задании 2.3 синтезирована схема автомата, который выдает на свои выходы заданную последовательность чисел. Числа заданной последовательности закодированы, определено количество и тип элементов памяти. Составлены минимизированные ФАЛ для всех входов триггеров и выходов автомата. На основе полученных ФАЛ реализована схема управления триггерами и формирования выходных сигналов.

Задание 2.1

Расчет и построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики преобразователя сигналов на операционном усилителе

Для заданной схемы (рис.1.1) преобразователя аналоговых сигналов на операционном усилителе DA рассчитать и построить его ЛАЧХ и определить основные параметры.

Рис. 1.1. Обобщенная схема преобразователя аналоговых сигналов на основе операционного усилителя DA

Для этого согласно варианту необходимо:

1.1. Вычертить в соответствии с ГОСТ расчётную принципиальную электрическую схему преобразователя аналоговых сигналов, руководствуясь заданными в таблице 2.1 номерами Х последовательного звена коррекции ЭЦ-Х, звена ЭЦ-Х отрицательной обратной связи (ООС), их схемами, представленными в таблице 2.2, а также типом операционного усилителя ДА (табл. 2.4).

1.2. Пронумеровать сначала элементы последовательной цепи коррекции ЭЦ-Х, а затем – элементы цепи ЭЦ-Х ООС усилителя. Нумерацию элементов цепей выполнять слева направо.

1.3. Из таблицы 2.3 выписать заданные параметры звеньев преобразователя, а из таблицы 2.4 – тип и коэффициент усиления К₀ используемого операционного усилителя ДА.

1.4. Записать в общем виде передаточную функцию преобразователя.

1.5. Получить передаточные функции последовательного звена коррекции и звена цепи ООС преобразователя.

1.6. Получить передаточную функцию операционного усилителя с заданным звеном в цепи ООС усилителя.

1.7. С учетом полученных передаточных функций звеньев записать передаточную функцию преобразователя . Полученную передаточную функцию преобразовать к виду, содержащему стандартные сомножители из перечисленных: К, ôр,1/(ôp), ôр + 1, 1/(ôр + 1), где К = − постоянный коэффициент, ô− постоянная времени звена, р – оператор Лапласа. Значения К и ô определяются параметрами элементов звеньев.

1.8. Вычислить численные значения параметров К и ô, входящих в передаточную функцию преобразователя сигналов.

1.9. Вычислить частоты сопряжения асимптот ЛАЧХ (диаграммы Боде) анализируемого устройства и значения коэффициентов передачи для этих частот.

1.10. Используя полученные значения, построить диаграмму Боде преобразователя сигналов, определить его коэффициент передачи и полосу пропускания.

1.11. Сформулировать выводы по результатам выполненного задания.

Задание 2.2

Синтез комбинационного устройства в заданном базисе логических элементов

По заданным параметрам синтезировать схему комбинационного устройства в заданном базисе логических элементов.

Для этого согласно варианту (см. табл. 2.5 и табл. 2.6) необходимо:

2.2.1. По исходным данным составить таблицу истинности устройства.

2.2.2. Записать совершенную дизъюнктивную (СДНФ) и совершенную конъюнктивную (CКНФ) функции алгебры логики (ФАЛ), описывающие поведение устройства.

2.2.3. Минимизировать ФАЛ устройства.

2.2.4. Привести минимизированную ФАЛ к базису заданных логических элементов (см. табл. 2.7).

2.2.5. Синтезировать схему устройства в заданном базисе логических элементов.

2.2.6. Нарисовать временные диаграммы, поясняющие работу синтезированного устройства при подаче на его вход заданной последовательности проверочных входных кодов (см. табл. 2.8).

2.2.7. Сформулировать выводы по результатам выполненного задания.

Задание 2.3

Разработка цифрового автомата (последовательностного цифрового устройства), реализующего заданный алгоритм функционирования

По известным параметрам синтезировать схему последовательностного устройства, формирующего на выходе заданную последовательность двоично-десятичных кодов.

Для этого согласно варианту (см. табл. 2.9) необходимо:

• 2.3.1. Определить число необходимых состояний и объем памяти цифрового автомата.
• 2.3.2. Преобразовать заданную последовательность выходных чисел к виду двоично-десятичного кода.
• 2.3.3. Определить разрядность выходного кода устройства.
• 2.3.4. Нарисовать обобщенную структурную схему проектируемого устройства.
• 2.3.5. Составить граф переходов цифрового автомата.
• 2.3.6. Выбрать тип триггера для реализации триггерной подсистемы цифрового автомата и записать его таблицу переходов.
• 2.3.7. Составить расширенную таблицу истинности, описывающую поведение проектируемого цифрового автомата.
• 2.3.8. Записать минимизированные ФАЛ, описывающие алгоритм работы комбинационной подсистемы устройства.
• 2.3.9. Привести полученные ФАЛ к стандартному базису логических элементов.
• 2.3.10. Составить схему цифрового автомата.
• 2.3.11. Нарисовать временные диаграммы, поясняющие работу разработанного устройства.