Задание 4 – Цифровые и логические устройства
В соответствии с таблицей 4.1 выполните следующие задания:
1) Изучите схемное построение и работу электронного реле времени;
2) Рассчитайте основные параметры реле;
3) Постройте схему электронного реле времени.
Таблица 4.1 – Варианты заданий (значения tуст и f0)
-
№ вар-та
Время установки tуст, с.
Частота мультивибратора f0, кГц
20
27
2,9
1. Схема электронного реле представлена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – схема электронного реле времени
2. Схема электронного реле времени состоит из RS-триггера DD1, состояние которого изменяется внешним импульсом (например при срабатывании путевого выключателя S1), элемента «И» на ИМС DD2, запрещающего или разрешающего прохождение импульсов от мультивибратора, двоичного счётчика DD3 и DD4, дешифратора DD5 (элемент И-НЕ) и мультивибратора на ОУ DA.
исходном состоянии RS-триггер сброшен в «0» (Q=0, Q=1), счётчик обнулён и на выходе дешифратора уровень «1».
При срабатывании путевого выключателя S1 на вход установки «S» триггера DD1 подаётся импульс и триггер устанавливается в единичное со-стояние (Q=1, Q=0). Это обеспечивает наличие на 1-м входе ИМС DD2 уро-вень «1», на 2-й вход также поступает «1» с выхода, что позволяет проходить прямоугольным импульсам с мультивибратора на вход «С» счёт-чика DD3.
По приходу определённого числа импульсов на выходах счётчика установится цифровой код, при котором на выходе дешифратора появится уровень «0».
При этом дальнейший подсчёт импульсов прекратится, т. к. на 2-й вход элемента «И» поступит уровень «0». Для возврата схемы в исходное состояние служит выключатель S2, при замыкании которого на вход сброса «R» триггера подаётся уровень «1» и счётчики обнуляются.
Время срабатывания реле (реле с выдержкой на размыкание) определяется необходимым количеством импульсов для задания требуемого цифрового кода на входах дешифратора и частотой следования импульсов, т.е. частотой мультивибратора.
2. Рассчитаем требуемое число импульсов.
(4.1)
импульсов
Переводим число импульсов в двоичную систему счисления.
Количество разрядов двоичного числа определяет необходимую разрядность счётчика.
Так как числю разрядов 15, а используемые в схеме ИМС счётчики четырёхразрядные, необходимо четыре счётчика, соединённых последовательно.
3) Определяем количество единичных разрядов в двоичном числе.
Количество разрядов соответствует количеству входов дешифратора.
В
числе
восемь
единичных разряда. Те выходы счётчика,
на которых при подсчёте 78300-го импульса
устанавливается уровень «1»,
соединяются со входами дешифратора.
При этом по приходу 78300-го импульса на выходе дешифратора установится уровень «0».
В случае превышения числа единичных разрядов свыше 8, устанавливается две микросхемы дешифратора. В нашем случае устанавливается один дешифратор.
4) В соответствии с расчётом строим схему электронного реле.
Рисунок 4.2 – схема рассчитанного электронного реле времени