Структурно-функциональные узлы устройства Входной коммутатор

Входной коммутатор предназначен для объединения входных импульсов «Пуск» и «Стоп» в один сигнальный канал. Он выполнен в виде элемента «2ИЛИ». Его схема и временные диаграммы, поясняющие его работу, показаны на рисунках 2 и 3.

Рис. 2 – Входной преобразователь – делитель на 100.

Рис. 3 – Временная диаграмма входного преобразователя.

Сфорированный входным коммутатором сигнал «Старт/Стоп» является управляющим для формирователя стробирущих импульсов.

Формирователь стробирующих импульсов

Формирователь стробирующих импульсов предназначен для формирования импульсов-стробов – разрешающих импульсов, при наличии которых осуществляется счёт счётчиком счётных импульсов. Он выполнен в виде JK-триггера во включении, соответствующем T-триггеру. Его схема и временные диаграммы показаны на рисунках 4 и 5.

Рис. 4 – Входной преобразователь – делитель на 100.

Рис. 5 – Временная диаграмма входного преобразователя.

Опорный генератор

Измерение длительности интервала, соответствующего стробирующему импульсу, выполняется с помощью счёта счётных импульсов. Эти импульсы формируются опорным генератором. В качестве генератора импульсов целесообразно использование автоколебательного мультивибратора, стабилизированного кварцевым резонатором. Его преимуществами являются:

• простота схемы;

• стабильности частоты;

• возможности реализации на ИМС стандартной логики.

Его схема представлена на рисунке 6.

Рис. 6 – Опорный генератор.

В задании на проектирование указана тактовая частота опорного генератора, составляющая 10 МГц. Для обеспечения требуемой частоты следования и длительности импульсов необходимо рассчитать соответствующие значения входящих в схему блока пассивных электронных компонентов. Период следования импульсов рассчитывается по формуле:

где: В – напряжение логической единицы;

В – напряжение логического порога.

Если и ёмкость конденсатора равна нагрузочной ёмкости кварцевого резонатора, то длительность импульса будет равна длительности паузы между импульсами. Период следования импульсов:

С учётом требуемой частоты следования импульсов период составит:

мкс

Тогда сопротивление резисторов:

кОм

Формирователь счётных импульсов

С учётом заданной частоты опорного генератора и разрядности показаний прибора, можно заключить, что точность измерения составляет 1мкс, а формирователь счётных импульсов следует выполнить в виде счётчика-делителя на 10. Его схема и временные диаграммы показаны на рисунках 7 и 8.

Рис. 7 – Формирователь счётных импульсов – делитель на 10.

Рис. 8 – Временные диаграммы формирователя счётных импульсов.

Счётчик

Счётчик – основной структурно-функциональный узел разрабатываемого устройства, он осуществляет счёт импульсов, поступающих от входного преобразователя, в течение времени присутствия разрешающего уровня, поступающего от формирователя стробов. Число ИМС, входящих в состав счётчика определяется требуемой по заданию разрядностью показаний и составляет в данном случае 4 штуки. Схема включения ИМС в составе счётчика показана на рисунке 9.

Рис. 9 – Пятиразрядный двоично-десятичный счётчик.

С выходов счётчика код числа, соответствующего количеству посчитанных импульсов – т.е. длительности интервала в миллисекундах с точностью до микросекунды – поступает на входы запоминающего устройства.