Дипломная работа: Выбор и обоснование структурной и принципиальной электрических схем

Список литературы

1 Выбор и обоснование структурной и принципиальной электрических схем

1.1 Выбор структурной схемы

Одним из исходных данных к дипломному проекту является цифровая обработка сигнала. Принятый сигнал частоты биений необходимо оцифровать, обнаружить (т.е. опознать), выяснить величину и направление отклонения принятого сигнала от предсказанного и на основании всех этих данных сформировать управляющее напряжение, которое затем выдать на модулятор, для последующей выдачи его на индикатор высоты.

Назначение блоков прилагаемой структурной схемы приведено ниже.

Ограничитель предназначен для оцифровки приходящего аналогового сигнала частоты биений. Он преобразует синусоидальный сигнал в прямоугольные импульсы, подходящие для последующей цифровой обработки.

Измеритель частоты биений необходим для реализации дальнейшей цифровой обработки. Он преобразует сигнал частоты биений в цифровой код соответствующий длительности периода сигнала биений.

Полосовой фильтр пропускает сигнал находящийся в заданной полосе частот и позволяет определить не находится ли принятый сигнал за допустимыми пределами измерений.

Обнаружитель усредняет показания сигнала с выхода полосового фильтра и выдает сигнал «Захват», говорящий о том, что принятый сигнал действительно является сигналом данного высотомера отраженным от земной поверхности и несущим информацию о высоте полета объекта.

Схема выдачи сигнала «Разрешение» предназначена для выдачи сигнала принимающего участие в управлении прохождением сигналов с тактового генератора через коммутатор на интегратор ошибки.

Схема выдачи сигнала «Исправность» предназначена для формирования и выдачи сигнала «Исправность» на выходные клеммы блока с целью его дальнейшего использования в других блоках радиовысотомера. Выдаваемый сигнал позволяет судить о состоянии блока и говорит о правдоподобности показаний радиовысотомера.

Частотный дискриминатор оценивает знак отклонения принятого сигнала частоты биений от предыдущего. Выходной сигнал этого блока показывает: увеличилось или уменьшилось частотное рассогласование между излученным и принятым сигналами и указывает направление, в котором следует изменить крутизну модулятора для обеспечения устойчивого слежения.

Коммутатор необходим для управления режимами работы блока ПЗК и управления прохождением сигналов с тактового генератора на интегратор ошибки и выдачей сигналов на выходные клеммы блока.

Интегратор ошибки предназначен для преобразования входных сигналов с тактового генератора и частотного дискриминатора в управляющее напряжение, выдаваемое через выходные клеммы блока на модулятор для обеспечения устойчивого слежения.

1.2 Выбор принципиальной электрической схемы

1.2.1 Выбор элементной базы

Для реализации принципиальной схемы выбрана серия 564.

ИМС серии 564 – цифровые, маломощные КМОП ИС, содержат в своем составе 60 типов, различных по своему функциональному назначению: арифметические устройства, счетчики – делители, дешифраторы, триггеры, логические схемы, мультиплексоры, сдвигающие регистры и проч.

Характеристики ИС 564 /1/ :

- низкая потребляемая мощность (типовая мощность потребления на частоте 1 МГц 25 мкВт/ЛЭ);

- широкие рабочие диапазоны напряжений питания (3..15 В) и температур;

- высокая помехоустойчивость 30..45 % Ucc ;

- защита по входам;

- температурная стабильность и высокая нагрузочная способность.

Все вышеперечисленные свойства указывают на достаточную приемлемость микросхем данной серии для решения поставленной задачи.

1.2.2 Ограничитель

Принципиальная схема ограничителя приведена в приложении 1 на рисунке П1.1 .

Ограничитель построен на аналоговой ИМС 597СА3, которая удовлетворяет предъявляемым требованиям. Параметры и характеристики данной микросхемы приведены в /2/.

В схеме происходит сравнение входного сигнала с потенциалом корпуса, «нулём». В результате на выходе получается сигнал частоты биений в виде прямоугольных видеоимпульсов.

1.2.3 Измеритель частоты биений

Принципиальная схема измерителя частоты биений приведена в приложении 1 на рисунке П1.2 .

На этой схеме триггер исполняет роль коммутатора, он обеспечивает прохождение сигнала в течение времени, пока Тизм имеет значение «Лог 1».

Счетчик 1 обеспечивает формирование импульса длительностью вдвое большей периода кварцевой частоты в начале каждого периода сигнала частоты биений, а также формирование импульсов необходимых для обеспечения работы других блоков схемы.

Счетчик 2 обеспечивает измерение длительности периода частоты биений путем заполнения положительного полу периода импульсами кварцевой частоты и подсчета количества этих импульсов.

1.2.4 Частотный дискриминатор

Принципиальная схема частотного дискриминатора приведена в приложении 2.