Загрузка...Принцип действия счетчиков электрических импульсов
Принцип действия счетчиков электрических импульсов.
Счетчиком называют цифровое устройство осуществляющее счет поступивших на его вход импульсов. Количество импульсов, через которое повторяется исходное состояние счетчика, называют коэффициентом счета (модулем счета) Ксч. Счетчики состоят из цепочки последовательно включенных триггеров. Разрядность счетчика, а следовательно, и число триггеров N определяются Ксч.
По коэффициенту пересчета различают счетчики двоичные (Ксч = 2 N , где N — разрядность счетчика), десятичные (Ксч = 10 N , где N — количество декад счетчика), с произвольным постоянным Ксч, с изменяемым Ксч (программируемые). По направлению счета счетчики делятся на суммирующие, вычитающие, реверсивные.
Счетчик называют суммирующим, если после каждого очередного импульса цифровой код на выходе счетчика увеличивается на единицу.
В вычитающем счетчике после каждого импульса на входе счетчика цифровой код на выходе уменьшается на единицу.
Счетчики, в которых возможно переключение с режима суммирования на режим вычитания, называются реверсивными.
По своей структуре счетчики делятся на последовательные, параллельные и параллельно-последовательные. Последовательный двоичный счетчик образован цепочкой последовательно включенных счетных триггеров. В параллельном счетчике счетные импульсы подаются одновременно на входы всех разрядов счетчика.
Параллельные счетчики имеют большее быстродействие по сравнению с последовательными. Параллельно-последовательные счетчики имеют высокое быстродействие и большое значение коэффициента пересчета.
Асинхронный (последовательный) двоичный счетчик. Асинхронные двоичные счетчики строят из цепочки счетных триггеров, соединяя выход предыдущего с входом последующего.
Результат счета отображается на выходах счетчика в виде параллельного двоичного кода числа сосчитанных импульсов.
Коэффициент счета Ксч = 2 N . Так как из 2 N состояний одно приходится на нулевое состояние, то максимальное число, при котором счетчик полностью заполняется единицами, равно 2 N -1. На рис. 13.38. изображены четырехразрядный двоичный счетчик на Т-триггерах, срабатывающих по срезу входного сигнала, и временные диаграммы, описывающих его работу.
С приходом каждого следующего импульса параллельный двоичный код на выходе счетчика увеличивается на единицу. Число сосчитанных импульсов, после которых счетчик заполняется единицами, равно 15.
По срезу 16-го импульса последовательно опрокидываются все триггеры, и счетчик переходит в исходное нулевое состояние. Поэтому 16-й импульс называют также и нулевым.
Счетчики с произвольным модулем счета Ксч строятся на основе микросхем двоичных и двоично-десятичных счетчиков. Одним из способов получения произвольного значения модуля счета является использование цепи обратной связи, сбрасывающей его в нулевое состояние, как только суммирующий счетчик переходит в состояние, равное Ксч.
Для счетчика, например, с Ксч = 10 нужны четыре триггера. Счетчик должен иметь десять устойчивых состояний (0, 1, …, 9). В том такте, когда он должен был перейти в одиннадцатое устойчивое состояние (число 10), его необходимо установить в исходное нулевое состояние
Для такого счетчика можно использовать любой четырехразрядный счетчик (рис. 13.39) с цепями обратной связи с выходов, соответствующих числу 10 (т.е. 2 и 8), на входы установки счетчика в 0 (вход R).
В самом начале одиннадцатого состояния на обоих входах элемента И микросхемы появляются логические 1, вырабатывающие сигнал сброса всех триггеров счетчика в нулевое состояние
Рассмотренный счетчик является двоичным эквивалентом счетной декады, представляющим любую десятичную цифру ее двоичным кодом. Поэтому такой счетчик называют двоично-десятичным, а его выходной код – двоично-десятичным кодом (или кодом 8421).
Кольцевой счетчик можно получить из регистра сдвига, если выход последнего триггера соединить с D – входом первого (рис. 13.40). Перед началом счета, импульсом начальной установки, в нулевой разряд счетчика (Q) записывается логическая 1, в остальные разряды – логические 0. С началом счета каждый из приходящих счетных импульсов Т переписывает 1 в следующий триггер.
Число поступивших импульсов определяется по номеру выхода, на котором имеется 1. Предпоследний (n – 1) – импульс переведет в единичное состояние последний триггер, а n – импульс переписывает единичное состояние на выход нулевого триггера, и счет начинается сначала. Коэффициент счета кольцевого счетчика равен числу триггеров (Ксч = N). Изменяя число триггеров N можно построить счетчик с произвольным коэффициентом счета.
Главная область применения кольцевых счетчиков – распределители импульсов, создающие необходимую временную последовательность управляющих сигналов.
Электронный счётчик импульсов
Электронный счётчик импульсов предназначен для:
- подсчёта количества импульсов, поступающих с измерительных датчиков на счётные входы (или один счётный вход) счётчика импульсов и пересчёта их в требуемые физические единицы измерения путём умножения на заданный множитель (например, в метры, литры, штуки, килограммы и т. д.);
- подсчёта суммарной выработки за смену, сутки, неделю, месяц и т. д.;
- управления исполнительными механизмами одним или несколькими дискретными выходами (чаще всего, в счётчиках импульсов в качестве дискретного выхода используется реле или оптопара).
Электронные счётчики импульсов могут иметь высокую степень защиты от пыли и воды (например, IP65).
Счётчик импульсов (некоторые модели) может иметь встроенную функцию тахометра или расходомера.
Электронные счётчики импульсов сохраняют результат измерений при исчезновении напряжения питания в течение неограниченного периода времени в энергонезависимой памяти (EEPROM). После возврата напряжения питания счёт импульсов продолжается, начиная с сохранённого значения; некоторые модели счётчиков импульсов идентифицируют факт пропадания напряжения питания во время работы.
Некоторые модели имеют интерфейс для подключения к сети или компьютеру (например, RS485, RS232, CAN), а также аналоговый выход ЦАП, который может быть использован как для передачи информации другим контрольно-измерительным приборам управления исполнительными механизмами (например, электроприводом).
Кроме того, счётчики импульсов классифицируют по направлению счёта (режиму работы):
- суммирующие счётчики импульсов;
- вычитающие счётчики импульсов;
- реверсивные счётчики импульсов.
Реверсивные счётчики импульсов чаще всего используются при работе с 2-х канальными энкодерами или с двумя индуктивными датчиками, при этом:
- автоматически счётчиком импульсов определяется направление вращения энкодера;
- происходит увеличение в 4 раза разрешающей способности энкодера, то есть 1 полный импульс c энкодера счётчик импульсов превращает в 4 инкремента (см. рис. поясняющий работу счётчика импульсов в реверсивном режиме).
См. также
- Индуктивный датчик
- Бесконтактный датчик
- Энкодер
- Тахометр
- Механический счётчик
- Электромеханический счётчик
Напишите отзыв о статье «Электронный счётчик импульсов»
Ссылки
- [www.youtube.com/watch?v=nu5MllvQ8ug Счетчик импульсов герметичный ИД-2, тест на герметичность, ВИДЕО]
Отрывок, характеризующий Электронный счётчик импульсов
– Нет, я сама, только научите. Вам всё легко, – прибавила она, отвечая на ее улыбку. – А коли бы видели вы, как он мне это сказал! Ведь я знаю, что он не хотел этого сказать, да уж нечаянно сказал.
– Ну всё таки надо отказать.
– Нет, не надо. Мне так его жалко! Он такой милый.
– Ну, так прими предложение. И то пора замуж итти, – сердито и насмешливо сказала мать.
– Нет, мама, мне так жалко его. Я не знаю, как я скажу.
– Да тебе и нечего говорить, я сама скажу, – сказала графиня, возмущенная тем, что осмелились смотреть, как на большую, на эту маленькую Наташу.
– Нет, ни за что, я сама, а вы слушайте у двери, – и Наташа побежала через гостиную в залу, где на том же стуле, у клавикорд, закрыв лицо руками, сидел Денисов. Он вскочил на звук ее легких шагов.
– Натали, – сказал он, быстрыми шагами подходя к ней, – решайте мою судьбу. Она в ваших руках!
– Василий Дмитрич, мне вас так жалко!… Нет, но вы такой славный… но не надо… это… а так я вас всегда буду любить.
Денисов нагнулся над ее рукою, и она услыхала странные, непонятные для нее звуки. Она поцеловала его в черную, спутанную, курчавую голову. В это время послышался поспешный шум платья графини. Она подошла к ним.
– Василий Дмитрич, я благодарю вас за честь, – сказала графиня смущенным голосом, но который казался строгим Денисову, – но моя дочь так молода, и я думала, что вы, как друг моего сына, обратитесь прежде ко мне. В таком случае вы не поставили бы меня в необходимость отказа.
– Г’афиня, – сказал Денисов с опущенными глазами и виноватым видом, хотел сказать что то еще и запнулся.
Наташа не могла спокойно видеть его таким жалким. Она начала громко всхлипывать.
– Г’афиня, я виноват перед вами, – продолжал Денисов прерывающимся голосом, – но знайте, что я так боготво’ю вашу дочь и всё ваше семейство, что две жизни отдам… – Он посмотрел на графиню и, заметив ее строгое лицо… – Ну п’ощайте, г’афиня, – сказал он, поцеловал ее руку и, не взглянув на Наташу, быстрыми, решительными шагами вышел из комнаты.
На другой день Ростов проводил Денисова, который не хотел более ни одного дня оставаться в Москве. Денисова провожали у цыган все его московские приятели, и он не помнил, как его уложили в сани и как везли первые три станции.
После отъезда Денисова, Ростов, дожидаясь денег, которые не вдруг мог собрать старый граф, провел еще две недели в Москве, не выезжая из дому, и преимущественно в комнате барышень.
Соня была к нему нежнее и преданнее чем прежде. Она, казалось, хотела показать ему, что его проигрыш был подвиг, за который она теперь еще больше любит его; но Николай теперь считал себя недостойным ее.
Назначение электрического счетчика
К электросчетчикам, стоящим в каждой квартире, все давно привыкли. По их показаниям мы определяем, сколько электроэнергии «сожгли» и какую сумму должны заплатить энергетикам. Но если пользоваться этими устройствами умеют почти все, то выбрать подходящий прибор для установки или замены устаревшего сможет не каждый.
Тем не менее подобрать счетчик электроэнергии совсем несложно – достаточно разобраться в том, какие они бывают и чем отличаются друг от друга.
- Назначение и принцип работы
- Преимущества и недостатки типов
- Основные критерии выбора
- Чудо-приборы с пультами ДУ
- Стоимость электросчетчика
Назначение и принцип работы
Электрический счетчик предназначен для учета пройденного через него количества электроэнергии, которая измеряется в Вт/ч (ватт в час). Иными словами, по показаниям счетчика вы узнаете, сколько должны заплатить энергетикам за использованную электроэнергию.
Поскольку 1 Вт – единица не особо большая, в быту принято применять ее с кратной приставкой «кило», а количество электроэнергии в киловаттах, умноженных на часы (1 кВт/ч = 1000 Вт/ч). Практически все бытовые электросчетчики переменного тока оперируют именно такой величиной.
Разберемся, как работает счетчик. Независимо от типа все приборы учета используют принцип магнитной индукции, которая тем сильнее, чем выше питающее напряжение и ток, протекающий через прибор. Что касается типов электросчетчиков, то их три варианта:
- Механические. Их еще называют индукционными. Имеют две катушки – токовую и напряжения. В поле катушек помещен металлический (обычно алюминиевый) диск, в котором наводятся вихревые токи, заставляющие этот диск вращаться. Чем выше питающее напряжение и ток, тем сильнее поле и выше скорость вращения диска. Учет электроэнергии в этом случае производится при помощи механического счетного устройства – колесиков и шестеренок, связанных с диском.
- Электронные. В этих конструкциях тоже используются ток и напряжение, но их величины преобразуются в импульсы, количество которых в единицу времени зависит от потребляемой энергии. Эти импульсы поступают на электронную схему подсчета, данные заносятся в память и выводятся на цифровой дисплей.
- Электронно-механические. Количество энергии в этих устройствах также преобразуется в импульсы, но последние поступают на шаговый двигатель, приводящий в действие обычное механическое счетное устройство.
Слева направо: механический (индукционный), электронный и электронно-механический счетчик электроэнергии
Преимущества и недостатки типов
Несмотря на одно назначение, счетчики различных типов сильно различаются не только по конструкции, но и по функционалу. Для того чтобы правильно выбрать прибор учета в каждой конкретной ситуации, необходимо эти различия знать:
- Механические. Просты по конструкции, долговечны, имеют невысокую стоимость. К недостаткам можно отнести однотарифность, низкую точность, плохую защиту от саботажа (краж), невозможность дистанционного управления и передачи данных. Устанавливаться они должны строго вертикально и не любят пыли, поскольку начинают неизбежно «врать».
- Электронные и электронно-механические. Имеют широкий функционал, высокую точность, хорошую защиту от саботажа. Возможны многотарифность, накопление и дистанционная передача данных, учет реактивной энергии. Поверять такие устройства нужно не чаще чем раз в 4-15 лет. К недостаткам чисто электронных типов можно отнести невозможность их работы при минусовых температурах (замерзает ЖК-дисплей).
Основные критерии выбора
На сегодняшний день ассортимент электросчетчиков настолько широк, что несложно и потеряться. Различные типы и мощности, классы точности, цены, в конце концов. Но выбирать все равно придется самому, поскольку консультироваться не у кого. Энергетикам и продавцам безразличны ваши расходы и проблемы.
Главное – им удобно и выгодно. Советоваться с соседом тоже бесполезно – велика вероятность, что он не разбирается в этом вопросе, но никогда в этом не признается. В лучшем случае посоветует то, что сам купил.
Выбор по типу
Тут сразу стоит оговориться – несмотря на всю привлекательность механических электросчетчиков, приобретать их не стоит. Ни новых, ни подержанных. Во-первых, их точность и защита от саботажа не отвечают сегодняшним требованиям энергетических компаний, и электрики просто откажутся его устанавливать. Даже если вы произведете установку такого устройства своими силами (дело нехитрое для любого рядового электромонтера-самоучки), то вам его никто не опломбирует.
Ну а если все-таки получится, то нет никакой гарантии, что через месяц-два все это не всплывет, и вас не попросят сменить механическое устройство на электронное.
Во-вторых, такой счетчик, даже полностью исправный, просто не пройдет очередную поверку по точности. Оставшийся выбор невелик – электронный или электронно-механический. Если вы живете в холодной климатической зоне или собрались устанавливать прибор учета на улице (в частных домах такое требование не редкость), то не стоит брать устройство с электронным дисплеем.
Все они выполнены по технологии ЖК и уже при нулевой температуре тухнут, хотя, отогревшись, полностью восстанавливают работоспособность.
В остальном электронный от электронно-механического лично для вас отличается лишь более высокой стоимостью.
Функционал счетчика
На функциональность стоит обратить особое внимание, поскольку от этого напрямую зависит ваш бюджет. Сделав неправильный выбор, вы либо сильно переплатите за бесполезные для вас, но весьма дорогостоящие функции, либо будете вынуждены через год-два, а то и сразу же покупать новое устройство. На что стоит обратить внимание:
- Многотарифность. Электросчетчик может считать количество энергии в одном режиме, а может переключаться между двумя и более тарифами. Если ваш поставщик поддерживает, к примеру, ночной тариф, и вы можете этим воспользоваться, то имеет смысл взять многотарифный прибор. Но если тариф один или ночью вы предпочитаете спать, а холодильник все равно работает круглые сутки, то смысла переплачивать за эту функцию нет. Не нужен он и в том случае, если разница между ночным и дневным тарифами невелика – установка более дорогого устройства просто не окупится.
- Дистанционная передача данных. Тут тоже все упирается в возможности и требования поставщика энергии. Если он снимает показания дистанционно, а не использует для этой цели контролеров, то может потребовать установку счетчика с возможностью дистанционного управления. Кстати, по этой же линии электросеть сможет отключить вашу квартиру или дом за неуплату. Для вас, конечно, эта функция бесполезна, но прежде чем идти в магазин, стоит уточнить у энергетиков, не является ли дистанционная передача показаний обязательной.
Количество фаз
Существуют однофазные и трехфазные приборы учета. Первые нередко называют двухфазными, но это неверно – таких счетчиков не существует, поскольку сетей с двумя фазами просто нет. Если ваша квартира получает питание по двум проводам, то достаточно обычного однофазного электросчетчика. Но если вы пользуетесь трехфазным оборудованием, то придется купить многофазный прибор, хотя он и стоит много дороже.
Номинальная мощность
Тут выбор зависит от потребляемой вами мощности. Если у вас обычная квартира, то общая мощность электроприборов едва ли будет превышать 10 кВт. При напряжении в 220 В это будет соответствовать току в 45 А.
В этом случае счетчика на 50-60 А (указывается на корпусе и в сопроводительной документации) более чем достаточно. Если вы решаете вопрос, какой электросчетчик лучше поставить в частный дом, в котором несколько бойлеров и даже есть своя мастерская, то, возможно, ответом на него будет стоамперный прибор учета.
Этот счетчик выдерживает ток до 50 А и может работать с нагрузкой, потребляющей до 11 кВт
Погрешность измерения
Согласно существующим правилам, погрешность измерения приборами учета не должна превышать 2%. Именно по этой причине энергетики в обязательном порядке осуществляют замену механических счетчиков электронными. Сегодня существуют приборы с погрешностью и 2, и 1.5, и 1 и даже 0.5%.
Во-первых, чем выше точность, тем дороже счетчик. Во-вторых, чем выше погрешность прибора, тем ниже его чувствительность. Если, к примеру, счетчик с точностью 2-2.5% не «увидит» зарядное устройство вашего мобильника, то высокоточный прибор не только посчитает электроэнергию, потраченную компьютером или телевизором в ждущем режиме, но и может реагировать на ток утечки в электропроводке!
Вполне понятно, какой счетчик электроэнергии лучше поставить в квартире — с максимально допустимой энергетиками погрешностью. Он и стоит дешевле, и платить за электроэнергию вы будете чуть меньше.
Чудо-приборы с пультами ДУ
Как это ни дико выглядит, но в Интернете и даже в реальных магазинах можно встретить электросчетчик… с пультом дистанционного управления. При помощи этого пульта вы можете дистанционно останавливать прибор или заставлять считать по другому тарифу.
На пороге контролер? Одно нажатие на брелок в кармане, и счетчик в норме. Не жизнь, а малина! Трудно сказать, как организации, клепающие такую продукцию, сосуществуют с законом, да это и не суть важно. Вопрос в другом: нужен лично вам такой прибор учета или нет?
Как заявляет производитель, и счетчики, и пломбы на них внешне ничем не отличаются от оригинальных. Но по заявлениям самих работников энергонадзора, они эти счетчики вычисляют влет. Причем как визуально, так и при помощи специальной аппаратуры, умещающейся в кармане. Штрафы в нашей стране за хищение электроэнергии жуткие – можете сами узнать в том же Интернете.
В случае вашего «провала» энергетики снимут с вас последние штаны и, в общем, будут не так уж и неправы. Но предположим, что электрики шутят и выявить подобный прибор не в состоянии.
Средний межповерочный интервал электросчетчика – 5 лет. По истечении этого срока у вас два варианта. Первый – нужно этот счетчик у самого себя украсть, написать заявление о хищении и отправляться в магазин за новым.
Промежуток времени между «кражей» и установкой нового прибора энергетиками вам придется, ясное дело, сидеть без света. Ну и если полиция найдет вора, то он (то есть вы) будет отвечать за ложное заявление. Второй вариант – сдать это чудо техники на поверку. Но если электрики не имеют права вскрывать кожух электросчетчика, то поверочная организация разберет его до винтика и ваш волшебный выключатель, конечно, вычислит.
Все это безобразие будет отражено в протоколе поверки, сам протокол сперва попадет в руки вашим поставщикам электроэнергии, а после и в суд. Суд, в свою очередь, накрутит по полной программе, так что штраф за 5 лет хищений вы будете выплачивать полжизни. Вот и думайте – покупать такой счетчик, который, кстати, стоит раза в 2-3 дороже обычного, или не стоит.
Стоимость электросчетчика
Имеется в виду нормальный законопослушный прибор, а не со встроенными особенностями типа пультов ДУ. Тут все будет зависеть от количества фаз, типа счетчика и его функционала. Самый простой однотарифный электронно-механический однофазный счетчик стоит относительно немного – в районе 700-800 р.
Но практически любая дополнительная функция повышает стоимость весьма существенно. Второй тариф, к примеру, запросто может эту сумму удвоить.
Смена механики на электронный дисплей – еще процентов 20 стоимости. За самый же навороченный, четырехтарифный, да еще и с дистанционной передачей данных прибор с вас могут затребовать 2000 р. и более. Это столько же, сколько стоит обычный трехфазный.
Из всего вышесказанного несложно сделать вывод – к выбору электросчетчика нужно подходить максимально ответственно. Любая невостребованная вами функция – немалая копеечка, выброшенная на ветер. А как говорится, если нет разницы, зачем платить больше?
Варианты исходных параметров для расчёта счётчика импульсов
Рецензент: Х.Б. Юнусов, канд. техн. наук, доцент кафедры ЭГП ФГБОУ ВПО УГГУ.
Методические указания рассмотрены на заседании кафедры электрификации горных предприятий 19.8.2015г. (протокол №6) и рекомендованы для издания в УГГУ.
Маругин А. П.
Физические основы электроники: методические указания по курсовой работе для студентов специальности 21.05.04 (130400.65) — "Горное дело" специализации « Электрификация и автоматизация горного производства», / А. П. Маругин. Уральский государственный горный университет. Екатеринбург: Изд-во. УГГУ, 2015.-15с.
Методические указания устанавливают объем и порядок выполнения курсовой работы по дисциплине «Физические основы электроники». Приведены краткая теория выполняемых расчетных и графических работ и необходимые справочные материалы.
© Маругин А.П., 2015
горный университет, 2015
1.Изучение и разработка цифровых счетчиков импульсов…………………..4
2.Изучение и расчёт генератора тактовых импульсов………………………..7
2.2. Содержание расчётного задания……………………………………….….8
3. Расчёт стабилизатора напряжения……………………………………. …..10
3.2. Содержание расчётного задания……………………………………….…10
3.3. Методические указания…………………………………………………. 11
Целью выполнения курсовой работы является формирование у студентов базовой подготовки в области преобразователей напряжения, генераторов частоты, импульсных схем для микропроцессорных контроллеров и их интерфейсов, датчиков и других средств, на которых должно основываться изучение систем управления электроприводами в специальных дисциплинах.
Курсовая работа состоит из трёх заданий: изучение и разработка цифровых счетчиков импульсов, изучение и расчёт генератора тактовых импульсов, расчёт стабилизатора напряжения.
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:
— готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);
— готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-11);
— способностью графически отображать геометрические образы изделий и объектов электрооборудования, схем и систем (ПК-12).
Данная работа рассматривается как продолжение курса "Физические основы электроники" и предназначена для изучения наиболее совершенной элементной базы современных средств автоматики.
1. Изучение и разработка цифровых счетчиков импульсов
1.1. Цель работы
1.1.1. Изучить схему и принцип действия цифровых счетчиков импульсов, генератора тактовых импульсов и стабилизатора напряжения.
1.1.2. Рассчитать количество триггеров схемы, исходя из емкости счётчика, соответствующей варианту задания.
1.1.3. Разработать схему счётчика исходя из варианта: а) с обратными связями; в) со схемой И. Схемы разработать в трёх вариантах: 1) структурную; 2) электрическую принципиальную на счётчиках ТТЛ; 3) электрическую принципиальную на счётчиках МОП.
1.1.4. Рассчитать ток, потребляемый схемой счётчика с ТТЛ микросхемами, необходимый для расчета стабилизатора напряжения.
1.1.5. Дать описание работы схем и обоснование выбора схемы триггера.
1.1.6. Рассчитать схему генератора тактовых импульсов по данным соответствующего варианта.
1.1.7. Рассчитать схему стабилизатора напряжения.
1.2.Счётчики импульсов
1.2.1.Содержание расчётного задания
Выполнить расчёт и разработку схемы цифрового счетчика импульсов. Варианты исходных параметров для расчета приведены в таблице 1.1.
Варианты исходных параметров для расчёта счётчика импульсов
Номер варианта Емкость счётчика Номер варианта Ёмкость счётчика 1 324 26 360 2 256 27 176 3 270 28 180 4 240 29 216 5 280 30 210 6 252 31 192 7 288 32 294 8 336 33 210 9 294 34 300 10 308 35 320 11 216 36 216 12 224 37 220 13 136 38 224 14 360 39 280 15 334 40 248 16 260 41 236 17 324 42 240 18 252 43 244 19 144 44 316 20 140 45 252 21 270 46 276 22 154 47 260 23 274 48 264 24 162 49 296 25 168 50 166 1.3. Методические указания
Счетчик — устройство, выполненное на основе цепочки триггеров, осуществляющее счет импульсов и хранящее это число в двоичном коде. Основными параметрами счётчиков являются разрядность n и коэффициент(модуль) счёта К. Разрядность определяется числом двоичных разрядов (триггеров), а модуль счёта К— общим числом импульсов, поданных на вход.
Основу счетчиков составляют триггеры, включаемые в счетном режиме (Т-триггеры). Каждый триггер образует соответствующий разряд счетчика. В дальнейшем символом Qбудем обозначать младший, символом Qn-1 – старший разряд счетчика, где n – общее число разрядов. Максимальное количество импульсов, суммируемых счётчиком, определяется уравнением N=2 n .
Выпускаемые промышленностью счётчики, имеют максимальный коэффициент деления (КД) 64. В задании, во всех вариантах, КД больше, поэтому потребуется несколько счётчиков, включенных последовательно. При этом, заданный КД, получают умножением коэффициентов деления счётчиков с подходящими значениями КД. Счётчики с нужными параметрами можно подобрать изучив их данные, приведённые в приложении к заданию, справочниках [1,7,8] или учебниках [2,3,6].
Например; задан КД=120. Это число можно получить из двух чисел 10 и12, или трёх: 10, 3 и 4.
Рассмотрим асинхронный двоичный суммирующий счетчик на основе JK-триггеров, работающих по заднему фронту импульса на входе С (рис. 1.1.а). Вход С каждого последующего триггера подключается к прямому выходу триггера предыдущего разряда.
Считаем, что в начальный момент времени счетчик находится в нулевом состоянии. Триггер младшего разряда изменяет свое состояние синхронно с задним фронтом каждого счетного импульса Хс, поступающего на его вход С (рис.1.в). Триггеры второго и последующих разрядов счетчика реагируют на задний фронт выходных импульсов Q0, Q1,Q2, Q3 с инверсных выходов предыдущих разрядов. При этом каждый импульс Хс вызывает увеличение содержимого счетчика на одну единицу до тех пор, пока не произойдет переход всех разрядов в состояние «1», то есть 15=2 4 .
Счетчики, выпускаемые промышленностью, выполняют в виде интегральных микросхем, например К176ИЕ1 (шестиразрядный двоичный счетчик), К176ИЕ2 (пятиразрядный счетчик), К155ИЕ4 (счетчик-делитель на 12).МикросхемыК176ИЕ8и К561ИЕ8 – десятичные счетчики-делители.
Схема структурная и схема электрическая принципиальная, разработанные в соответствии с заданием, должны быть выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ 2.710-81. Условные обозначения элементов схем даны в справочниках [1,7,8] и учебниках [2,3].
Рис. 1. Структурная схема асинхронного двоичного суммирующего счетчика (а), JK-триггер в Т-режиме (б), временные диаграммы работы счётчика (в).
В работе, в дополнение к разработанным схемам, необходимо привести описание работы схем, описание параметров счётчиков и принципа их работы, произвести расчёты мощности потребляемой счётчиками схемы.
Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 655 ; Мы поможем в написании вашей работы!
