2. Схемы вспомогательных узлов стенда
Лабораторный стенд позволяет, используя вспомогательные узлы: БЗ, ГИ, БФИ и БР, собрать систему передачи дискретной информации на базе различных типов УППС и УППР, построенных на стандартных микросхемах типовых функциональных узлов средней степени интеграции: мультиплексоров, регистров сдвига и других узлов, а также изучить их работу в различных режимах работы системы (циклическом, спорадическом режимах и режиме одиночных импульсов). В качестве элементной базы стенда использованы ИС ТТЛ серии 155.
Схема блока БЗ и ГИ (рис.3) содержит RS-триггер управления (DD1.1, DD1.2), мультивибратор (DD2.1, DD2.2), инверторы (DD3.1, DD3.2), переключатель режимов (П), кнопку запуска и кнопку одиночного импульса.
Рис. 3 Схема блока запуска и генератора импульсов
При
включении питания триггер устанавливается
в состояние 0 и блокирует работу
мультивибратора. При нажатии кнопки
запуска или кнопки одиночного импульса
триггер устанавливается в состояние 1
и деблокирует мультивибратор, который
переходит в режим автоколебаний и
начинает генерировать на прямой и
инверсный выходы парафазные тактовые
импульсы C
и
.
В циклическом режиме генератор работает непрерывно, в спорадическом режиме его остановка осуществляется по внешнему сигналу СТОП, а в режиме одиночных импульсов – осуществляется задним фронтом импульса С.
Мультивибратор выполнен несимметрично, вследствие этого длительность импульса меньше длительности паузы.
Кроме
того, блок БЗ при нажатии кнопки запуска
формирует импульс управления блоком
БФИ
.
Схема блока реализована на ИС К155ЛА4 (DD1), К155ЛА3 (DD2) и К155ЛН1 (DD3).
Блок формирователей импульсов (рис. 4) содержит ФСИ, выполненный на микросхемах DD1.1, DD2.1, диоде VD и времязадающей RC-цепи по схеме одновибратора, и ФКИ, включающий логические схемы И-НЕ (DD3.1, DD3.2), управляемый делитель напряжения на сопротивлениях R1-3 и эмиттерный повторитель на транзисторе VT.
Рис. 4 Схема блока формирователей импульсов
Работа блока БФИ поясняется временными диаграммами, показанными на рис. 5.
Рис. 5 Временная диаграмма сигналов БФИ
ФСИ
запускается по управляющему внешнему
сигналу
и формирует синхроимпульс увеличенной
длительности, который поступает на
вход
ФКИ.
На вход
ФКИ поступают инверсные тактовые
импульсы ГИ, а на
– инверсные информационные импульсы
– разряды передаваемой кодовой
комбинации.
Схема ФКИ работает следующим образом. Во временные интервалы, когда на оба входа DD3.2 поступают логические 1, на ее выходе будет низкий уровень, который через эмиттерный повторитель проходит на выход в линию связи. Эти временные интервалы соответствуют паузам между импульсами.
При подаче логического 0 на один из входов DD3.2 на ее выходе будет высокий уровень напряжения (импульс), амплитуда которого определяется состоянием DD3.1. Если в это время на оба входа DD3.1 поступают логические 1, на ее выходе будет низкий уровень. При этом напряжение на выходе ФКИ определяется делителем напряжения на R1, R2 и составляет 2,5В.
Если на один из входов DD3.1 поступает логический 0, на ее выходе будет высокий уровень напряжения. При этом сопротивление R1 не оказывает шунтирующего действия, и формируемый импульс на выходе будет иметь амплитуду 5В.
Таким образом, блок БФИ обеспечивает формирование синхроимпульса увеличенной длительности, а также кодовых импульсов различной амплитуды в зависимости от состояния информационного входа .
Схема блока реализована на ИС К155ЛА4 (DD1), К155ЛН1 (DD2) и К155ЛА3 (DD3).
Блок различителей импульсов БРИ (рис. 6) служит для выделения из поступающей из линии связи последовательности импульсов с различными значениями импульсного признака. На его входе установлен эмиттерный повторитель на транзисторе VT для согласования с линией связи.
Блок БРИ содержит различитель синхроимпульсов РСИ, выполненный на DD2.1 и DD1.4, различитель кодовых импульсов РКИ, в состав которого входят делитель напряжения R1, R2 и два инвертора DD1.2 и DD1.3, и формирователь тактовых импульсов ФТИ, построенный на инверторе DD1.1.
Работа схемы БРИ поясняется временными диаграммами, показанными на рис. 7.
Различитель синхроимпульсов РСИ работает следующим образом. В паузу между импульсами на оба входа схемы И-НЕ поступают логические 0. Поэтому на выходе S различителя также будет низкий уровень напряжения логического 0. С приходом импульса из линии связи он на одном из входов схемы И-НЕ (анод диода) появляется сразу, а на втором – входное напряжение увеличивается по экспоненте по мере заряда конденсатора.
Рис. 6 Схема блока различителей импульсов
Если длительность импульса мала, то напряжение не успевает достичь уровня логической единицы. Поэтому такой импульс не проходит на выход схемы. Если же длительность импульса достаточно велика, то напряжение Uc достигает уровня логической единицы. При этом импульс проходит на выход РСИ.
Рис. 7 Временная диаграмма сигналов РСИ
РКИ служит для селекции импульсов по амплитуде. С приходом на вход импульса амплитудой 5В на делителе R1, R2 формируется импульс амплитудой 2,5В, который воспринимается последующим инвертором как логическая единица и проходит на выход D. При подаче на вход РКИ импульса амплитудой 2,5В на выходе делителя формируется импульс амплитудой 1,25В, который воспринимается инвертором как логический ноль и не проходит на выход схемы.
ФТИ должен формировать тактовые импульсы так, чтобы их передний фронт совпадал с кодовыми импульсами на выходе линии связи ЛС. Из временных диаграмм на рис. 7 видно, что этому условию отвечают инвертированные импульсы из линии связи. Инверсия осуществляется схемой DD1.4. При инверсии нормализуется амплитуда импульсов.
Схема блока реализована на ИС К155ЛН1 (DD1) и К155ЛА3 (DD2).