Измеритель временных интервалов с цифровой индикацией результатов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Кафедра электрофизических установок и ускорителей

Курсовой проект

по дисциплине

Электронные приборы ядерной физики

Вариант 2-2

Измеритель временных интервалов

с цифровой индикацией результатов.

Факультет: ФТФ

Группа: ФТ–51

Выполнил: Николаев И.В.

Проверил: Куркин Г.Я.

Дата:__________________

Оценка:________________

Подпись:_______________

Новосибирск 2009 г.

Содержание.

1. Задача___________________________________________________ 2

2. Выбор логических микросхем________________________________ 2

3. Блок-схема устройства______________________________________ 3

4. Принципиальная схема устройства ___________________________ 4

5. Расчет номиналов R и C_____________________________________ 6

6. Временные диаграммы______________________________________ 8

7. Обоснование выбора серии применяемых микросхем______________9

8. Требования к источнику питания______________________________9

9. Спецификация_____________________________________________11

10. Список используемой литературы_____________________________ 12

1. Задача

Разработать и спроектировать измеритель временных интервалов с цифровой

индикацией результатов со следующими параметрами:

- Временной интервал 1-10 мксек

- Погрешность измерения 100 нсек

- Частота следования импульсов 50 Гц

- Длительность входных импульсов 500 нсек

- Амплитуда входных импульсов 10 В

- Входное сопротивление 50 Ом

- Индикация состояния десятичная

Предполагаем, что входные импульсы – стартовый и стоповый – передаются по одному кабелю (рис.1).

Рис. 1 Входные импульсы

Т – период следования импульсов, .

2. Выбор логических микросхем.

По заданию нам нужно обеспечить погрешность не более 50 наносекунд. Поэтому для проектирования выбираем микросхемы на ТТЛ, которые по быстродействию подходят для выполнения задания. Микросхемы ЭСЛ по быстродействию превосходят микросхемы ТТЛ, но имеют повышенное потребление тока и греются, поэтому нужно заботится об охлаждении. Микросхемы КМОП имеют большую задержку, чем микросхемы на ТТЛ. Но при желании можно найти КМОП микросхемы с задержками сравнимыми с ТТЛ. Воспользуемся микросхемами на ТТЛ с диодами Шоттки на входах – они имеют меньшее потребление тока в сравнении с более ранними типами микросхем ТТЛ при том же быстродействии.

3. Блок-схема устройства

Рис. 2 Блок–схема

Предполагаем, что входные импульсы – стартовый и стоповый предаются по одному кабелю. Формирователь временного интервала – делитель на 2 формирует импульс длительности τ, который разрешает счет. По отрицательному фронту этого импульса формируется импульс на первом одновибраторе в системе сброса и периода индикации, который разрешает запись измерения временного интервала в память дешифратора, откуда это измерение отображается на индикаторе. Затем второй одновибратор системы сбрасывает счетчик, запускаясь по отрицательному фронту импульса первого одновибратора. Также по отрицательному фронту импульса первого одновибратора, запускается еще один одновибратор, функция которого – задержать выведенную информацию на 2 секунды, для того, чтобы успеть воспринять ее.

В случае переполнения счетчика, а это возможно, если устройство включено между стартовым и стоповым импульсом, срабатывает JK-триггер. Он сбрасывает делитель на 2 и запрещает запись в память информации со счетчика, а также сбрасывает счетчик.

Делитель на 2 – это JK-триггер DD4.1. Первый одновибратор системы сброса и периода индикации – DD7.2, который выдает импульс длительности 1 мкс для записи в память дешифраторов-преобразователей DD6 ,DD9, DD14, DD15 (Е на временной диаграмме) по отрицательному фронту импульса длительности τ на выходе DD4.1. Импульс для записи берется с инвертирующего выхода, это позволяет сперва преобразовать данные (т.е. вывести их на индикаторы HG1, HG2, HG3, HG4), т.к. в течение длительности импульса, а затем зафиксировать, т.к. при окончании импульса на WR приходит 1. Т.о. индикаторы будут держать значение полученное последним измерением до прихода новой информации. Второй одновибратор, формирующий импульс сброса счетчика, длительностью 100 нс (F на временной диаграмме ) – это DD12.1. Одновибратор, задерживающий информацию, путем подачи логического 0 в течении 2 секунд (С на временной диаграмме) на 3И DD3.1 – DD7.1. Его корректную работу обеспечивает JK-триггер DD4.2, работающий в режиме установки логической 1, срабатывающий при прохождении положительного фронта сигнала, проходящего через инвертор DD2.1, формируемого одновибратором DD7.2. При переполнении счетчика срабатывает JK-триггер DD5.2, также работающий в режиме установки 1, с инверсного выхода которого, “ступенька” перехода от логической 1 к логическому 0 приходит на одновибратор DD12.1, запускающего импульс, о назначении которого сказано выше. При этом стоит отметить то, что элемент 2ИЛИ DD10.1, позволяет срабатывать одновибратору DD12.1, в обоих случаях независимо.

Чтобы погрешность не превышал

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать