Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Рефераты > Схемотехника
Название:
ЭТПиМЭ

Тип: Рефераты
Категория: Рефераты
Подкатегория: Схемотехника

Цена:
0 грн



Подробное описание:

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Ч а с т ь 1

1.1. Упрощение логических выражений.

1.2. Формальная схема устройства.

1.3. Обоснование выбора серии ИМС.

1.4. Выбор микросхем.

1.4.1. Логический элемент ² ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ ² .

1.4.2. Логический элемент ² 2 ИЛИ ² с мощным открытым коллекторным выходом.

1.4.3. Логический элемент ² 2 И ² с открытым коллектором.

1.4. 4 . Логический элемент ² 2 И ² с повышенной нагрузочной способностью.

1.4. 5 . Логический элемент ² НЕ ²

1.5. Электрическая принципиальная схема ЦУ.

1.6. Расчет потребляемой мощности и времени задержки.

1.6.1. Потребляемая мощность.

1.6.2. Время задержки распространения.

Ч а с т ь 2

2.1. Расчет базового элемента цифровой схемы.

2.1.1. Комбинация: Х1 = Х2 3 = Х4 = ² 1 ² .

2.1.2. Комбинация: Х1 = Х2 3 = Х4 = ² 0 ² .

2.1.3. Любая иная комбинация.

2.2. Таблица состояний логических элементов схемы.

2.3. Таблица истинности.

2.4. Расчет потенциалов в точках.

2.4.1. Комбинация 0000.

2.4.2. Комбинация 1111.

2.4.3. Любая иная комбинация.

2.5. Расчет токов.

2.5.1 Комбинация 0000.

2.5. 2 Комбинация 1111.

2.6. Расчет мощности рассеиваемой на резисторах.

2.6.1. Комбинация 0000.

2.6.2. Комбинация 1111.

Ч а с т ь 3

3.1. Разработка топологии ГИМС.

3.2. Расчет пассивных элементов ГИМС.

3.3. Подбор навесных элементов ГИМС.

3.4. Топологический чертеж ГИМС (масштаб 10:1).

В А Р И А Н Т № 2

В ы х о д: ОК; ОС; или ОЭ.

Рпот < 120 мBт

tз.р. £ 60 нс


Ч а с т ь 1

1.1. Упрощение логических выражений.


1.2. Формальная схема устройства.

1.3. Обоснование выбора серии ИМС.

Учитывая, что проектируемое цифровое устройство должно потреблять мощность не превышающую 100мВт и время задержки не должно превышать 100 нс для построения ЦУ можно использовать микросхемы серии КР1533 (ТТЛШ) имеющие следующие технические характеристики:

Напряжение питания: 5В10%.

Мощность потребления на вентиль: 1мВт.

Задержка на вентиль: 4 нс.

1.4. Выбор микросхем.

1.4.1. Логический элемент ² ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ ² .

D1 - KP1533 ЛП 5

Параметры:

Рпот = Епит × Iпот = 5 × 5,9 = 29.5 мВт

Епит = 5 В

Iпот = 5,9 мА

1.4.2. Логический элемент ² 2 ИЛИ ² с мощным открытым коллекторным выходом.

D2 - КР1533ЛЛ4

Параметры:

Епит = 5 В

I1 пот = 5 мА

I0 пот = 10,6 мА

1.4.3. Логический элемент ² 2 И ² с открытым коллектором.

D3 - KP1533 ЛИ2

Параметры:

Епит = 5 В

I1 пот = 2,4 мА

I0 пот = 4,0 мА

1.4.3. Логический элемент ² 2 И ² с повышенной нагрузочной способностью.

D4 - KP1533 ЛИ1

Параметры:

Епит = 5 В

I1 пот = 2,4 мА

I0 пот = 4 мА

1.4. 5 . Логический элемент ² НЕ ² .

D5 - KP1533 ЛН1

Параметры:

Епит = 5,5 В

I1 пот = 1,1 мА

I0 пот = 4,2 мА

D5

D4

D2

D1

1.5. Электрическая принципиальная схема ЦУ.

D3


С учетом выбранных микросхем внесем в формальную схему некоторые изменения (с целью минимизировать количество микросхем).

D4

D3

D1

D5

D2

1

1

1

1

1

1

1.6. Расчет потребляемой мощности и времени задержки.

1.6.1. Потребляемая мощность.

Pпот = Pпот D1 + Pпот D2 + Pпот D3 + Pпот D4 + Pпот D5 = 29.5 + 39 + 16 + 16 + 13.25 = 113.75 мВт

113.75 < 120 - Условие задания выполняется.

1.6.2. Время задержки распространения.

Для расчета времени задержки возьмем самый длинный путь от входа к выходу. Например от входов х2 х3 до выхода y2 . Тогда:

tз.р. = tз.р. D 5.2 + tз.р. D 2 .1 + tз.р. D3.2 = 9.5 + 10.5 + 34.5 = 54,5 мВт

54,5 < 60 - Условие задания выполняется.

Ч а с т ь 2

2.1. Расчет базового элемента цифровой схемы.


Для трех комбинаций входных сигналов составим таблицу состояний всех активных элементов схемы.

2.1.1. Комбинация: Х1 = Х2 3 = Х4 = ² 1 ² .

Если на все входы многоэмиттерного транзистора VT1 поданы напряжения логической ²1², то эмиттеры VT1 не получают открывающегося тока смещения (нет разности потенциалов). При этом ток, задаваемый в базу VT1 через резистор R1 , проходит от источника Eпит в цепь коллектора VT1 , смещенного в прямом направлении, через диод VD1 и далее в базу VT2 . Транзистор VT2 при этом находится в режиме насыщения (VT2 - открыт) в точке ² B ² Uб =0,2 В (уровень логического нуля). Далее ток попадает на базу VT4 и открывает VT4 на выходе схемы ²0².

2.1.2. Комбинация: Х1 = Х2 3 = Х4 = ² 0 ² .

Когда на входы многоэмиттерного транзистора VT1 поданы уровни логического нуля переходы база - эмиттер смещаются в прямом направлении. Ток, задаваемый в его базу через резистор R1 проходит в цепь эмиттера. При этом коллекторный ток VT1 уменьшается, поэтому транзистор VT2 закрывается. Транзистор VT4 также закрывается (т.к. VT2 перекрыл доступ тока к базе VT4 ). На выход, через открытый эмиттерный переход VT3 попадает уровень логической единицы - на выходе ²1².

2.1.3. Любая иная комбинация.

Например: Х1 = 1; Х2 = 0; Х3 = 1; Х4 = 1

Когда хотя бы на один любой вход многоэмиттерного транзистора VT1 подан уровень логического нуля соответствующий (тот на который подан ²0²) ² В ² переход база-эмиттер смещается в прямом направлении (открывается) и отбирает базовый ток транзистора VT2 . Получается ситуация как в пункте 2.1.1.

2.2. Таблица состояний логических элементов схемы.

Х1

Х2

Х3

Х4

Uвх1

Uвх2

Uвх3

Uвх4

VT1

VT2

VT3

VT4

Uвых

Y

1

1

1

1

5

5

5

5

Закр

откр

закр

откр

0,2

0

0

0

0

0

0,2

0,2

0,2

0,2

Откр

закр

откр

закр

5

1

0

0

1

1

0,2

0,2

5

5

Откр

закр

откр

закр

5

1

2.3. Таблица истинности.

На выходе схемы появится уровень логической единицы при условии, что хотя бы на одном, но не на всех входах ²1². Если на всех входах ²1², то на выходе ²0².

Х1

Х2

Х3

Х4

Y

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

- Схема выполняет логическую функцию²И-НЕ².

2.4. Расчет потенциалов в точках.

2.4.1. Комбинация 0000.

При подаче на вход комбинации 0000 потенциал в точке ² A ² складывается из уровня нуля равно 0,2 В и падения напряжения на открытом p-n переходе равном 0,7 В. Значит потенциал в точке ² A ² Uа = 0,2 + 0,7 = 0,9 В.

Транзистор VT2 закрыт (см. п. 2.1.2.) ток от источника питания через него не проходит поэтому потенциал в точке ² B ² Uб = Eпит = 5 В. Транзистор VT2 и VT4 закрыт, поэтому потенциал в точке ² C ² Uс =0 В. Потенциал в точке ² D ² складывается из Епит = 5 В за вычетом падения напряжения на открытом транзис-торе VT3 равным 0,2 В и падения напряжения на диоде VD2 = 0,7 В. Напряжение Ud = 5 - ( 0,2 + 0,7 ) = 4,1 В.

2.4.2. Комбинация 1111.

При подачи на вход комбинации 1111 эмиттерный переход VT1 запирается, через коллекторный переход протекает ток. На коллекторный переход VT1 подают напряжение равным 0,7 В. Далее 0,7 В подают на диоде КD1 и открытом эмитторном переходе транзистора VT2 , а также на открытом эмиттерном переходе транзистора VT4 . Таким образом потенциал в точке ² a ² Ua = 0,7 + 0,7 + 0,7 + 0,7 =2,8 В. Потенциал в точке ² C ² Uс = 0,7 В. (Падение напряжения на эмиттерном переходе VT4 ).

Потенциал в точке ² B ² напряжение базы складывается из потенциала на коллекторе открытого транзистора VT2 = 0,2 В и падения напряжения на коллекторном переходе транзистора VT3 = 0,7 В. Напряжение Uб = 0,2 + 0,7 = 0,9 В. Потенциал в точке ² D ² напряжение Ud = 0,2 В. (Напряжения на коллекторном переходе открытого эмиттерного перехода VT4 ).

2.4.3. Любая иная комбинация.

При подачи на вход любой другой комбинации содержащей любое количество нулей и единицу (исключая комбинацию 1111) приведет к ситуации аналогичной п.3.2.1.

2.5. Расчет токов.

2.5.1 Комбинация 0000.

2.5. 2 Комбинация 1111.

2.6. Расчет мощности рассеиваемой на резисторах.

2.6.1 Комбинация 0000.

PR1 = IR1 × U R 1 = 1,025 × (5-0,9)=4,2 мВт

PR 2 = IR 2 × U R2 = 0 мВт

PR 3 = IR 3 × U R 3 = 0 мВт

2.6.2 Комбинация 1111.

PR1 = IR1 × U R 1 = 0,55 × (5-2,8) = 1,21 мВт

PR 2 = IR 2 × U R2 = 2,05 × (5-0,9) = 8,405 мВт

PR 3 = IR 3 × U R 3 = 0,38 × 0,7 = 0,266 мВт

Сведем расчеты в таблицу.

Х1

Х2

Х3

Х4

Ua

U б

Uc

Ud

IR1

IR2

IR3

PR1

PR2

PR3

0

0

0

0

0,9

5

0

4,1

1,025

0

0

4,2

0

0

1

1

1

1

2,8

0,9

0,7

0,2

0,55

2,05

0,38

1,21

8,4

0,26

0

0

1

1

0,9

5

0

4,1

1,025

0

0

4,2

0

0

Ч а с т ь 3

3. Разработка топологии ГИМС.

В конструктивном отношении гибридная ИМС представляет собой заключенную в корпус плату (диэлектрическую или металлическую с изоляционным покрытием), на поверхности которой сформированы пленочные элементы и смонтированы компоненты.

В качестве подложки ГИМС используем подложку из ситала, 9-го типоразмера имеющего геометрические размеры: 10х12 мм (см[2] стр.171; табл. 4.6). Топологический чертеж ГИМС выполним в масштабе 10:1.

3.1. Расчет пассивных элементов ГИМС.

Для заданной схемы требуется 3 резистора следующих номинальных значений:

R1 = 4 кОм R2 = 2 кОм R3 = 1,8 кОм

Сопротивление резистора определяется по формуле:

,

где:

RS - удельное поверхностное сопротивление материала.

- длина резистора.

b - ширина резистора.

Для изготовления резисторов возьмем пасту ПР - ЛС имеющую RS =1 кОм .

Тогда:

=2 мм b = 0,5 мм

R1 = 1000 × ( 2 / 0,5 ) = 4 кОм

=1 мм b = 0,5 мм

R2 = 1000 × ( 1 / 0,5 ) = 2 кОм

=2,25 мм b = 1,25 мм

R3 = 1000 × ( 2,25 / 1,25 ) = 1,8 кОм

Сведем результаты в таблицу.

Номиналы резисторов кОм.

Материал резистора.

Материал контакта площадок.

Удельное сопротивление поверхности RS , (Ом /  )

Удельная мощность рассеивания ( P0 , Вт / см2 ).

Способ напыления пленок.

- длина резистора.

(мм).

B - ширина резистора.

(мм).

4

ПАСТА ПР-1К

ПАСТА ПП-1К

1000

3

Сетно-графия

2

0,5

2

ПАСТА ПР-1К

ПАСТА ПП-1К

1000

3

Сетно-графия

1

0,5

1,8

ПАСТА ПР-1К

ПАСТА ПП-1К

1000

3

Сетно-графия

2,25

1,25

3.2. Подбор навесных элементов ГИМС.

Для данной схемы требуется:

1) один 4-х эмиттерный транзистор.

2) три транзистора n-p-n.

3) два диода.

Геометрические размеры навесных элементов должны быть соизмеримы с размерами пассивных элементов:

1) В качестве 4-х эмиттерного транзистора использован транзистор с геометрическими размерами 1х4 мм и расположением выводов как на рис.1.

2) В качестве транзистора n-p-n используем транзистор КТ331.

Эксплутационные данные:

Umax кэ = 15 В

Umax бэ = 3 В

I к max = 20 мА

3) В качестве диодов использован диод 2Д910А-1

Эксплутационные данные:

U об р = 5 В

I пр = 10 мА

Проверим удовлетворяет ли мощность рассеивания на резисторах максимальной мощности рассеивания для материала из которого изготовлены резисторы, а именно для пасты ПР-1К у которой P0 = 3 Вт/см2 .

Для R1

P1 max = 4,2 мВт

SR1b = 2 × b = 2 × 0,5 = 1 мм2

Необходимо чтобы P0 ³ P1 max , т.е. условие выполняется.

Для R2

P2 max = 8,4 мВт

SR2b = 2 × b = 1 × 0,5 = 0,5 мм2

Необходимо чтобы P0 ³ P2 max , т.е. условие выполняется.

Для R3

P3 max = 0,26 мВт

SR2b = 2 × b = 2,25 × 1,25 = 2,82 мм2

Необходимо чтобы P0 ³ P3 max , т.е. условие выполняется.

3.3. Топологический чертеж ГИМС (масштаб 10:1).




Комментарий:

С О Д Е Р Ж А Н И Е Ч а с т ь 1 1.1. Упрощение логических выражений. 1.2. Формальная схема устройства. 1.3. Обоснование выбора серии ИМС. 1.4. Выбор микросхем.


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы