Вход

Разработка передающего устройства кодоимпульсной системы телеизмерения с преобразователем считывания

Реферат по радиоэлектронике
Дата добавления: 21 декабря 1998
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 181 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу







 2Содержание


Содержание..................................................1


Задание.....................................................2


Введение....................................................4


Определение числа уровней и шаг квантования.................5


Выбор кода и его параметров.................................6


Комбинации кода Грея........................................6


Выбор параметров кодированного сигнала телеизмерения........9


Передающее устройство кодоимпульсной системы ТИ............10


Разработка передающего устройства кодоимпульсной

системы телеизмерения с преобразователем считывания........10


Построение структурной схемы передающего устройства

кодоимпульсной системы телеизмерения.......................11


Построения принципиальной схемы передающего устройства

кодоимпульсной системы телеизмерения.......................12


Спецификация элементной базы...............................14


Расчет аппаратурной надежности устройства..................15


Расчет симметричного мультивибратора на транзисторах ......17


Внутренние схемы логических элементов и некоторых

цифровых микросхем, использовавшихся в проекте.............21


Список использованной литературы...........................23


.


- 2 -



Задание:


1. Спроектировать передающее устройство кодоимпульсной системы

телеизмерения,обеспечивающее передачу измеряемого параметра в

диапазоне  +X 4min 7 _ + X 4max 0 с погрешностью дискретности  7d 40 0, % .

2. Рекомендуемый вид кода указан в таблице.

3. Передача измеряемых параметров осуществляется по каналу связи

с заданной полосой частот 7 D 0f 4k.

4. В передающем устройстве используется временной метод разделе-

ния элементов сигнала.

5. Для составления кодовых комбинаций измеряемых параметров ис-

пользуется амплитудно-импульсный признак, количество импуль-

сных признаков m=2.

6. Синхронизация циклическая. Импульс синфазирования отличается

от информационного длительностью:


t 4си 0 = 7  0(3 7 _  05)t 4и 0 ,где


t 4си 0 - длительность импульса синхронизирования

t 4и 0 - длительность информационного импульса, t 4и 0=t 4п

t 4п 0 - длительность паузы между импульсами 4.


7. Тип аналого-цифрового преобразователя и выходной параметр

датчика указаны в таблице.


 ш1.0

г===T=========T=====T====T==========T==========T==========¬

¦ва-¦X 4min 7_ 0X 4max 0¦ 4  7D 0f 4k 0,¦  7d 40 0,¦ выходной ¦ рекомен- ¦ тип пре- ¦

¦ри-¦ ¦ Гц ¦ % ¦ параметр ¦ дуемый ¦ образова-¦

¦ант¦ ¦ ¦ ¦ датчика ¦ код ¦ теля ¦

¦===+=========+=====+====+==========+==========+==========¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ угол пов.¦ ¦считывание¦

¦22 ¦ 0-500 ¦ 240 ¦ 0.4¦ 0-90 ¦ код Грея ¦с код.дис.¦

L===¦=========¦=====¦====¦==========¦==========¦==========-

 ш0

.


- 3 -


 ш2.0


Рассчитать:


1. Число уровней квантования (число комбинаций кода);

2. Шаг квантования;

3. Количество элементов комбинации кода и составить их;

4. Время передачи одной комбинации кода;

5. Электрическую схему одного из узлов передающего устройства;

6. Аппаратурную надежность передающего устройства за время рабо-

ты t=2000 ч.


Начертить:

1. Структурную схему передающего устройства;

2. Принципиальную схему передающего устройства;

3. Временную диаграмму работы передающего устройства;

 ш0

.


- 4 -


ВВЕДЕНИЕ


Кодоимпульсные системы телеизмерения с дискретными сигнала-

ми телеизмерения по сравнению с системами телеизмерения с непре-

рывными сигналами имеют ряд достоинств. К ним относятся: более

высокая помехоустойчивость передачи сигналов за счет применения

помехоустойчивых кодов, удобство воспроизведения сигналов,

удобство сочетания их с дискретными системами обратной информа-

ции и др.

Согласно заданию необходимо спроектировать устройство кодо-

импульсной системы телеизмерения, служащее для преобразования

измеряемых величин в кодовые телеизмерительные сигналы и переда-

чи их в линию связи. Здесь также предусматривается последова-

тельная передача элементов каждого кодированного сигнала в линию

связи, т.е. применяется временной метод разделения элементов

сигнала. Для образования кодовых комбинаций используется ампли-

тудный импульсный признак.

В кодоимпульсных системах телеизмерения применение для пе-

редачи кодированных сигналов телеизмерения связано с необходи-

мостью квантования непрерывно измеряемого параметра по уровню и

времени.

В преобразователях считывания для преобразования угла отк-

лонения в код применяются кодирующие диски, или сектора, с по-

мощью которых в зависимости от значения измеряемой величины на-

бирается определенная кодовая комбинация. Кодирующий диск для

обычного двоичного кода вида 2 5n 0 состоит из отдельных колец, при-

чем число их равно числу элементов (n) кодовых комбинаций выб-

ранного кода. Диск или съемное устройство совершает определенное

условное перемещение при помощи первичного измерительного прибо-

ра. При этом каждому углу поворота диска или съемного устройства

соответствует определенная кодовая комбинация. В процессе считы-

вания комбинаций с диска обычного двоичного кода вида 2 5n 0 могут

появиться большие искажения на границе перехода от одной комби-

нации к другой. С целью уменьшения искажений на границах перехо-

дов соседних комбинаций вместо диска обычных двоичных кодов при-

меняется диск кода Грея. На диске кода Грея все соседние кодовые

комбинации отличаются друг от друга только одним элементом и по-

этому искажения на их границе будут минимальными.



- 5 -


 2Определение числа уровней и шага квантования измеряемого

 2параметра, подлежащего передаче.



Диапазон измеряемого параметра 7  0X 4min 7_ 0X 4max 0= 0 7_ 0500, относи-

тельная погрешность квантования 7 d 40 0= 0.4 %.

Определяем число уровней квантования (число комбинаций ко-

да) N и шаг квантования  7D 0X по следующим формулам:

 ш1.0

50  7  0 50

N= 4  7\\\\ 0 + 1= 7 \\\\ 0 + 1 7 ~ 0 126;

 7d 40 0 0.4


X 4max 0- X 4min 0 500 - 0

 7D 0X= 5  7\\\\\\\\\\\\ 0 = 7 \\\\\\\\\ 0 = 4;

N-1 126 - 1

 ш1.0

.


- 6 -


 2Выбор кода и его параметров.


Согласно заданию в передающем устройстве кодоимпульсной

системы телеизмерения необходимо использовать код Грея.

Общее число комбинаций кода Грея определяется выражением:


N 5  0= 5  02 5n 0,


где n- фактическое число разрядов в кодовой комбинации. Отсюда,

зная, что N=126, находим:


n=log 42  0126 4  7~  0log 42 0 128 4  0= 4  07.


Таким образом, для передачи всех 126 комбинаций кода необ-

ходимо использовать 7-разрядный код Грея. Составим эти комбина-

ции:


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



- 7 -


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



- 8 -


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


.


- 9 -


 2Выбор параметров кодированного сигнала телеизмерения.


Для составления элементов кодовой комбинации используется

амплитудный признак с количеством импульсных признаков m=2.

При этом элемент "0" комбинации можно представлять прямоу-

гольным импульсом с нулевой амплитудой, а элемент "1"- прямоу-

гольным импульсом с амплитудой 6 В.

Минимальную допустимую длительность элементов (импульсов)

кодовой комбинации определим из условия :  ш1.0

1

t 4и min 7 . \\\\\ 0;

 7D 0f 4k

1

t 4и  0= 4  0t 4и min  0= 7 \\\\\ ~ 0 4 мс.

240  ш0


Применим циклическую синхронизацию.

В качестве синфазирующего элемента телеизмерительного сиг-

нала используем прямоугольный импульс с амплитудой 6 В и дли-

тельностью

t 4cи 0=3t 4и 0=12 мс.


Длительность разделительных пауз


t 4п 0=t 4и 0= 4 мс.


Построим временную диаграмму передачи одного кодированного

сигнала телеизмерения. Каждый телеизмерительный сигнал состоит

из последовательности синфазирующего импульса и ряда информаци-

онных импульсов 0 и 1.

 ш1.0

T 4ц 0=72мс

¦ 75 0---------------------------------------------------- 76 0¦

¦ ¦

¦ г==¬ г==¬ г==¬ ---¬ г==¬ ---¬ ---¬ г========¬¦

===-1 L==-1 L==-1 L==-0 L==-1 L==-0 L---0 L==- СИ L==

¦ 756 0¦ ¦ 756 0¦ ¦ 756 0¦ ¦ 75 0------ 76 0¦

t 4п 0=4мс t 4и 0=4мс t 4и 0=4мс t 4си 0=12мс


 ш0


Время передачи (длительность цикла) одного сигнала телеиз-

мерения Т 4ц 0 будет определяться выражением:


T 4ц 0= t 4си 0 + nt 4и 0 + (n+1)t 4п 0 = 3t 4и 0 + 7t 4и 0 + 8t 4и 0 = 18t 4и 0 = 72 мс


.


- 10 -


 2Передающее устройство кодоимпульсной системы телеизмерения.


Передающее устройство кодоимпульсной системы телеизмерения

служит для преобразования непрерывных измеряемых величин в кодо-

вые телеизмерительные сигналы и передачи их в линию связи.

Существуют два основных способа преобразования непрерывной

измеряемой величины в код:

а) преобразование угла отклонения в код;

б) преобразование напряжения или тока в код.

Способ преобразования угла отклонения в код применяется в

преобразователях считывания.

Способ преобразования напряжения или тока в код применяется

в преобразователях поразрядного кодирования и преобразователях

последовательного счета.

В данном проекте рассматриваются вопросы разработки переда-

ющего устройства кодоимпульсной системы телеизмерения с преобра-

зователем считывания.




 2Разработка передающего устройства кодоимпульсной системы

 2телеизмерения с преобразователем считывания.


В преобразователях считывания для преобразования угла отк-

лонения в код применяются кодирующие диски или сектора, с по-

мощью которых в зависимости от значения измеряемой величины на-

бирается определенная кодовая комбинация. Кодирующий диск или

сектор состоит из отдельных колец, причем их число равно числу

элементов (n) кодовых комбинаций выбранного кода.

В нашем случае число элементов n равно 7, а число возможных

кодовых комбинаций N равно 126.

Каждому углу поворота диска соответствует определенная ко-

довая комбинация. Соседние кодовые комбинации отличаются только

одним элементом, поэтому искажения на границах переходов будут

минимальными, а кроме того, легко построить аналого-цифровой

преобразователь (АЦП) при использовании кода Грея.

.


- 11 -


 2Построение структурной схемы передающего устройства кодоим-

 2пульсной системы телеизмерения с преобразователем считывания с

 2кодовым диском.


Структурная схема передающего устройства с преобразователем

считывания обычно состоит из первичного датчика- измерителя, ко-

дового диска, ламп накаливания, фотодатчиков, формирователей

сигналов, распределителя, генератора тактовых импульсов, тригге-

ра пуска и останова, формирователя синфазирующих импульсов и ря-

да вспомогательных логических элементов.

При использовании кода Грея в любых двух соседних кодовых

комбинациях существует разряд, в котором при переходе от одной

комбинации к другой единица не изменяется. Используя этот факт,

можно выполнить кодовый диск в виде пластины из стеклотекстолита

с вытравленным на ней рисунком, таким образом, чтобы металличес-

кие участки на каждом повороте диска соответствовали комбинации

кода Грея, в этом случае на пластине получим неразрывный слой.

Подав на этот слой потенциал 5 В., с помощью семи контактных

пластин, подходящих к кодирующему сектору, можно непосредственно

снимать комбинации кода Грея, подавая их напрямую на микросхемы.

Используя этот способ, мы значительно упрощаем схему, отказав-

шись от ламп накаливания, фотодатчиков и формирователей сигна-

лов.

Так же при использовании описанной в [1] схемы, можно заме-

тить некоторый недостаток в ее работе. При преобразовании непре-

рывной измеряемой величины в кодовую комбинацию может возникнуть

ошибка за счет конечности времени преобразования. Поскольку код,

считанный с диска, нигде не фиксируется, он может измениться за

время считывания. Избежать этого недостатка можно путем промежу-

точного запоминания считанного значения кода на время его преоб-

разования. В схеме использован преобразователь считанного сигна-

ла в параллельном коде в последовательный для последующей пере-

дачи комбинации в линию связи. Для этого используется регистр

сдвига, значительно упрощающий схемотехническое решение. Режим

работы этого регистра задается с помощью блока формирования уп-

равляющих сигналов, при этом необходимость в формировании синфа-

зирующего импульса отпадает.

.


- 12 -


Учитывая все вышесказанное, структурная схема будет тако-

вой. Сигнал с первичного измерителя посредством связи с кодирую-

щим диском преобразуется в параллельную кодовую комбинацию, пос-

тупающую в блок преобразования параллельного кода в последова-

тельный, который управляется сигналами, поступающими с блока уп-

равления. Цикл работы устройства определяется частотой задающего

генератора.




 2Построение принципиальной схемы передающего устройства ко-

 2доимпульсной системы телеизмерения с преобразователем считывания

 2с кодовым диском и работа схемы.


Устройство считывания и преобразования параллельного кода в

последовательный удобно использовать микросхему 155ИР13. Она

позволяет осуществить параллельную загрузку кода по положитель-

ному фронту синхроимпульсов при определенном состоянии S1 и S2;

произвести сдвиг загруженного числа влево или вправо, причем

состояние параллельных входов микросхемы уже не оказывает влия-

ния на запомненное число. Кроме того, эта микросхема имеет

асинхронный сброс по уровню сигнала всех разрядов, что удобно

при реализации циклической работы схемы.

Рассмотрим временную диаграмму передаваемого кодированного

сигнала.

 ш1.0

г==¬ г==¬ г==¬ ---¬ г==¬ ---¬ ---¬ г========¬

===-1 L==-1 L==-1 L==-0 L==-1 L==-0 L---0 L==- СИ L==

¦ 75 0------ 76 0¦

3t 4и



г==¬ г==¬ г==¬ г==¬ г==¬ г==¬ г==¬ г==¬ г==¬

===- L==- L==- L==- L==- L==- L==- L==- L==- L==

¦ 756 0¦ ¦ 75 0--- 76 0¦

t 4и 0 1/f 40 0  ш0


Из нее видно, что период передаваемой кодовой последова-

тельности вместе с синхронизирующим импульсами составляет 18t 4и

или 9 периодов работы задающего генератора. Таким образом, если

поставить после задающего генератора счетчик импульсов до 9, то

с его помощью можно сформировать все необходимые сигналы для ис-

пользуемого регистра сдвига. В качестве счетчика используем мик-

росхему двоичного счетчика 155ИЕ5.

.


- 13 -


Данная ИМС срабатывает по отрицательному фронту сигнала.

Для того, чтобы организовать сброс счетчика, используем два эле-

мента НЕ (155ЛН1) и один элемент 4ИЛИ-НЕТ (155ЛЕ3). Когда на вы-

ходах счетчика возникает кодовая комбинация 1001 (9), то на всех

входах элемента 4ИЛИ-НЕ находятся нули, на выходе же элемента

формируется положительный импульс, который, поступая на входы

сброса счетчика, заставляет его начать новый цикл счета (диаг-

рамма работы счетчика и формирования импульса сброса представле-

ны на листе, под номерами 1-6).

Для сброса регистра необходимо использовать инвертированный

импульс сброса счетчика.

Для тактирования счетчика используется сумма импульсов ге-

нератора и четвертого разряда счетчика.

Для параллельной загрузки кодовой комбинации в регистр не-

обходимо сформировать на входах S1 и S2 логические единицы во

время действия первого тактового импульса после сброса. Для пос-

ледовательного сдвига разрядов в регистре во время действия так-

товых импульсов необходимо присутствие на входе S1 логического

нуля, а на входе S2- логическая единица. Для реализации этого на

вход S2 подается постоянная логическая единица, а на вход S1 по-

дается сигнал, сформированный с помощью элемента 4ИЛИ-НЕ, на

входы которого поступают сигналы с выхода счетчика.

Запуск и останов устройства осуществляется двумя кнопками:

КН1 ("Останов") и КН2 ("Пуск)", которые развязаны с генератором

через один из триггеров микросхемы К155ТМ2, это позволяет изба-

виться от дребезга контактов.

Задающий генератор выполнен по кольцевой схеме на двух ин-

верторах и одном элементе 2И-НЕ, служащем для запуска. Выходная

частота следования импульсов определяется формулой:


f= 1/2R 42 0C 41


В нашем случае f=  7D 0f 4k 0 = 240 Гц.

Отсюда, задавшись величиной R 42 0=2 кОм, находим С 41 0:


C 41 0= 1/2R 42 7D 0f 4k 0= 1/2*2000*240= 1 мкФ


Скважность определяется резистором R3. При выборе его рав-

ным 270 Ом она будет равна 2, что и требуется в данной реализа-

ции.

.


- 14 -


 2Спецификация элементной базы 0  ш1.0

г=====T=========================¬

¦ D1 ¦ К155ЛА3 ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ D2 ¦ К155ЛН1 ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ D3 ¦ К155ТМ2 ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ D4 ¦ К155ЛЕ3 ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ D5 ¦ К155ИР13 ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ D6 ¦ К155ТМ2 ¦

¦=====+=========================¦

¦ R1 ¦ МЛТ- 0.125- 1 кОм ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ R2 ¦ МЛТ- 0.125- 2 кОм ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ R3 ¦ МЛТ- 0.125- 270 Ом ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ R4 ¦ МЛТ- 0.125- 1 кОм ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ R5 ¦ МЛТ- 0.125- 1 кОм ¦

¦=====+=========================¦

¦ C1 ¦ КМ-5 1 мкФ ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ C2 ¦ КМ-5 0.1 мкФ ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ C3 ¦ К50-6 100 мкФ х 6.3 В ¦

¦-----+-------------------------¦

¦ C4 ¦ КМ-5 0.1 мкФ ¦

L=====¦=========================-

 ш0

.


- 15 -


 2Расчет аппаратурной надежности устройства.

Расчет надежности учитывает только влияние на надежность

количества и типов применяемых элементов и основывается на сле-

дующих допущениях:

1. Все элементы данного типа равнонадежны, т. е. интенсив-

ность отказов  7l 4i 0 для этих элементов одинакова;

2. Все элементы работают в нормальных технических условиях;

3. Интенсивность отказов всех элементов не зависит от вре-

мени (срока службы);

4. Отказы элементов являются событиями случайными и незави-

симыми;

5. Все элементы работают одновременно;

6. Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы;

Вероятность безотказной работы устройства Р(t) в произволь-

ном интервале времени t определяется выражением:


 7R 0(t) = exp (- 7l 0t) ,


т. е. P(t) изменяется по экспоненциальному закону.

Если устройство состоит из N элементов с соответствующими

интенсивностями отказов 7 l 41 0, 7l 42 0, 7l 43 0... 7l 4n-1 0, 7l 4n 0 и повреждение одного

из них приводит к нарушению работы всего устройства, то вероят-

ность безотказной работы P 4у 0(t) при условии независимости отказов

друг от друга равна произведению вероятностей безотказной работы

отдельных элементов:

.


- 16 -


P 4у 0(t) 7  0= 7  0P 41 0(t)P 42 0(t)...P 4n-1 0(t)P 4n 0(t) 7  0=

 4n

= exp(- 7l 41 0t)exp(- 7l 42 0t)...exp(- 7l 4n-1 0t)exp(- 7l 4n 0t) 7  0= 5  0exp (-t 7S 0  7l 4i 0);

 5i=1


Если в устройстве содержится N 41 0 элементов с интенсивностью

отказов  7l 41 0, N 42 0 с  7l 42 0 и т.д. ,то вероятность его безотказной рабо-

ты будет определяться выражением:  ш1.0


P 4у 0(t) 7  0= 7  0P 41 0(t)P 42 0(t)...P 4n-1 0(t)P 4n 0(t) 7  0=


= exp(-N 41 7l 41 0t)exp(-N 42 7l 42 0t)...exp(-N 4n-1 7l 4n-1 0t)exp(-N 4n 7l 4n 0t) 7  0=

 4n

= exp (-t 7S 0 N 4i 7l 4i 0) = exp (- 7l 4у 0t), где

 5i=1

 4n

 7l 4у 0=  7S 0 N 4i 7l 4i 0 -интенсивность отказов устройства.  ш0

 5i=1

Интенсивность отказов  7l 4i 0 зависит от свойств радиодеталей,

режима их работы и условий эксплуатации. Значение 7 l 4i 0 для любого

класса аппаратуры определяется статистическими методами в ходе

эксплуатации.

Интенсивность отказов для различных элементов составляет:  ш1.0

 4-6

-ИМС 0.6*10 1/ч

 4-6

-транзистор 0.4*10 1/ч

 4-6

-диод 0.05*10 1/ч

 4-6

-резистор 0.02*10 1/ч

 4-6

-конденсатор 0.01*10 1/ч

 ш0

В данном устройстве содержится:


- микросхем - 5 шт,

- резисторов - 5 шт,

- конденсаторов - 4 шт,



- 17 -


Определяем возможность безотказной работы устройства в те-

чение t=2000 ч. и среднее время безотказной работы.

Зная интенсивности отказов отдельных элементов, определяем

 7l 4у 0 по выражению:  ш1.0

 4n

 7l 4у 0= 7 S 0 N 4i 7l 4i 0= (5*0.6+ 5*0.02+ 4*0.01)*10 5-6 0= 3.14*10 5-6 0 1/ч

 5i=1


Среднее время безотказной работы:


1  7  0 1

T 4ср 0= 7 \\\ 0 = 7 \\\\\\\\\ 0 = 318471 час.

 7l 4у 0 3.14*10 5-6 0  ш0


Вероятность безотказной работы в течение 2000 ч:


P(2000)= exp (-3.14*10 5-6 0*2000)= 0.9993721


В течение 2000 часов работа устройства будет надежной.




 2Индивидуальное задание.


 2Расчет симметричного мультивибратора на транзисторах.


Исходные данные:

1. длительность импульса -

t 4и 0 = 18

2. скважность импульсов -

Q = 2

3. коллекторное напряжение -

E 4к 0 = 12

.


- 18 -


Расчет:

1. Определяем амплитуду импульсов из соотношения:  ш1.0


E 4k 0 E 4k

U 4m 0= 7 \\\\\\\\\\ 0 =  7\\\\\\\\\\\ 0 = (10 7_ 010.9) B

(1.1 7_ 01.2) (1.1 7_ 01.2)  ш0


зададимся U =m 0 = 10 = B


2. Выберем тип транзистора. Напряжени =е 0, действующее между

коллектором и базой транзистора Т 42 0:


 72 0U 4кб 72~ 2 0E 4k 72 0 +  72 0U 4c2 72 0 , но в начале разряда конденсатора С 42 0:


 72 0U 4с2 72~ 0  72 0E 4к 72 0 и  72 0U 4кб 72~ 0 2E 4k


Поэтому у выбранного транзистора должно быть:


U 4Кдоп 7 > 0 2E 4к 0; U 4КЭmax 7 ~ E 4k 0 = 12 В


Максимальное напряжение между коллектором и эммитером сос-

тавляет:

U 4Kmax 0= E 4k 0 = 12 В


Максимальное обратное напряжение база-эммитер:


U 4бэmax 7 ~ 0 E 4k 0= 12 В


U 4кбдоп 7 > 0 2E 4k 0 = 2*12= 24 В


Определим частотные свойства транзистора:  ш1.0


F

f 42 0= 7 \\\\\\ 0 = 1600 Гц , при F= 240 Гц

0.15  ш0


.


- 19 -



Минимальное значение коэффициента усиления по току опреде-

ляется из условия:


 7b > 0 15 (Q-1) = 15


Исходя из полученных данных, следует взять транзистор типа

МП25А, для которого f 42 0= 0.2 МГц, 7 b 0= 20.


3. Выбираем коллекторный резистор R 4k 0.

Величина R 4k 0= R 4k1 0= R 4k2 0 выбирается в пределах 1  7_ 0 5 кОм, R 4k

выбирается равным 1 кОм, тогда:  ш1.0


E 4k 0 12

I 4k 0= 7 \\\\\\ 0 = 7 \\\\\\ 0 = 0.012 А = 12 мА.

R 4k 0 1000  ш0


Определяем мощность, на которую должен быть рассчитан ре-

зистор R 4k 0:


P 4Rk 0= I 52 4Kmax 7& 0 R 4k 0= 0.012 52 7& 0 1000= 0.144 Вт


Выбираем по ГОСТу резистор

R 4k 0 типа ОМЛТ - 0,25-1 кОм


4. Рассчитаем сопротивление резистора базы R 4б 0:


R 4б 7~  010 7& 0R 4k 0 = 10 7& 01 = 10 кОм


Выбираем по ГОСТу резистор R 4б 0 типа ОМЛТ - 0,25 - 10 кОм


5. Рассчитываем емкость конденсатора С

Значение емкости определяется из выражения:


Т = 2t 4u 0 =1.4R 4б 0С, откуда  ш1.0

T 2

С 4  0=С 41 0 =С 42 0 = 7 \\\\\\\ 0 =  7\\\\\\\\\\\ 0 = 1.4 мкФ

1.4R 4б 0  7  0 1.4 7& 010000  ш0



- 20 -



Выбираем по ГОСТу конденсатор С типа МКМ - 160-2


6. Определяем длительность фронта и среза по формулам:


t 4ср 0 = 2.3СR 4k 0 = 2,3 7& 01,4 7& 01000 = 1.2 мс

 ш1.0

(0.3 7_ 00.5)

t 4ф 0 = 7\\\\\\\\\\\ 0 = (187.5 7 _  0312.5) мкс

f 42

 ш0

.


- 23 -



 2Список использованной литературы.


1. Г.Б. Туманян, В.А. Грошев "Методические указания по вы-

полнению курсового проекта", М., МГИ, 1991;


2. С.В. Якубовский и др. "Цифровые и аналоговые интеграль-

ные микросхемы. Справочник",М., Радио и связь, 1990;


3. В.Л. Шило "Популярные цифровые микросхемы. Справочник",

М.,Радио и связь, 1988;





© Рефератбанк, 2002 - 2017