Разработка компенсационного стабилизатора напряжения на базе операционного усилителя. Разработка цифрового

РЕФЕРАТ

Курсовой проект
по электронике,
18 стр., 4 приложения.

Стабилизатор
напряжения,
операционный
усилитель,
защита от короткого
замыкания,
счетчик, шестнадцатеричный
код.

Курсовой
проект состоит
из двух частей.
Цель первой
части - разработка
стабилизатора
напряжения
с использованием
операционного
усилителя
и схемы защиты
от короткого
замыкания. Цель
второй части
– разработка
дешифратора
двоичного кода
в шестнадцатеричный.

В схемах
используются
широко распространенные
корпусные
микросхемы,
транзисторы
и диоды.

						КАПП 000000.606.ПЗ.01
Разраб.		Дмитриев			23.05	Пояснительная записка	Стадия	Лист	Листов
Консулт.							К	4	13
Руковод.		Алещенко					КубГТУ
Зав.каф.		Асмаев

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
6

1 Компенсационный
стабилизатор
напряжения 7

1.1 Расчет
трансформаторов 7

1.2 Расчет
выпрямителя 7

1.3 Расчет
фильтров 8

1.4 Расчет
стабилизатора 8

2. Дешифратор 11

2.1 Постановка
задачи 11

2.2 Принцип
работы схемы 11

Заключение 13

Литература 14

Приложение
1 15

Приложение
2 16

Приложение
3 17

Приложение
4 18

ВВЕДЕНИЕ

Многие
электронные
устройства,
используемые
в быту и на
производстве
требуют определенных
параметров
напряжения
на входе, отличных
от параметров
сети. Для создания
нужного напряжения
и используют
стабилизаторы
напряжения,
один из которых
требуется
разработать
в первой части
проекта. Стабилизатор
разрабатывается
на базе стандартных
аналоговых
элементов,
выпускающихся
серийно
и может использоваться
для работы с
широким спектром
устройств,
требующих
напряжения,
укладывающегося
в его выходной
диапазон.

Дешифратор
двоичного кода
в шестнадцатеричный
- это цифровое
устройство,
служащее для
перевода данных
из двоичного
кода в шестнадцатеричный
код. Такой
дешифратор
является необходимым
элементом
вычислительных
устройств, а
так же может
быть использован
для шифрации
информации.

1 Компенсационный
стабилизатор
напряжения

1 . 1 Расчет
трансформатора.

Трансформатор
для данного
устройства
требуется для
формирования
на входе
стабилизатора
оптимального
режима питания.
На вход трансформатора
поступает
сетевое напряжение
220 В. На выходе
требуется
получить
напряжение
питания (с учетом
падения на
выпрямителе
(2,4В), регулирующем
элементе (2В) и
резисторе
защиты от КЗ
R7
(0,6В), а так же с
учетом допуска
15%), рассчитываемое
по формуле:

Uп
= (Uвыхmax+5В)/0,85
.

В
соответствии
с входными
данными получаем
значение Uп
= 17В.
Для подбора
трансформатора
по мощности
используем
формулу:

P
= UпI2выхmax
1,1
= 230 Вт
.

Наличие
дополнительного
отрицательного
напряжения
питания обусловлено
особенностями
операционного
усилителя. Оно
выбирается
исходя из условия
необходимости
получения
минимального
напряжения
на выходе ОУ
менее 0,4
В (иначе на выходе
стабилизатора
мы не получим
0 В). С учетом
допуска вполне
достаточно
Uп
доп = 7 В.

1.2 Расчет
выпрямителей

Выпрямитель
напряжения
основного
питания был
выбран мостовой.
Для его нормальной
работы необходимо
правильно
подобрать диоды
исходя из следующих
соотношений:

2Uобvmax>
Uп*.

Pmax>Pвых.

Iпрmax>Iвыхmax.

Таким
требованиям
удовлетворяет
диод КД 206 А (его
параметрыUобрmax=400
В, Iпрmax=10
A,
Uпр Iоу
вых max
,

Uкэ
max
> Uоу
вых max
,

Pmax
> Iоу
вых maxUоу
вых max1,7
= 0,46 Вт.

Под
эти требования
подходит транзистор
КТ602А (Iкmax
= 75 мА, Uкэ
max
= 120 В, Pmax
= 0,85 Вт).

2 Дешифратор

2.1 Постановка
задачи

Во второй
части курсового
проекта нам
требуется
разработать
цифровую схему
дешифратора
двоичного кода
в шестнадцатеричный.
Данные (четырехразрядный
двоичный код)
подаются на
вход дешифратор
подаются с
помощью генератора
импульсов.
На выходах
дешифратора
формируется
дополнительный
код. Исполнительным
устройством
данной системы
является
полупроводниковый
индикатор,
высвечивающий
полученный
результат.

2.2 Принцип
работы схемы

Cхема
дешифратора
двоичного кода
в шестнадцатеричный
работает по
следующему
принципу.
Импульсы
с генератора
приходят на
вход +1 счетчика
D2.
Счет идет на
увеличитель
от 0 до 15. При достижении
15 следующим
импульсом
счетчик обнуляется
и на выходе
ГСU
появляется
импульс конца
счета, который
считается
счетчиком D3
(счетчик десятков).
С выхода счетчика
код числа посчитанных
импульсов
подается на
входы адресов
ППЗУ ( программируемое
ПЗУ). В ППЗУ в
соответствующие
ячейки записаны
семисегментные
коды для отображения
на индикаторах
D6
и D7
цифр от 0 до 9 и
символов A,
B ,
C,
D,
E,
F.

В соответствии
с таблицей:

	Адреса				Выходы DO
	A3	A2	A1	A0	0	1	2	3	4	5	6
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
1	0	0	0	1	1	0	0	1	1	1	1
2	0	0	1	0	0	0	1	0	0	1	0
3	0	0	1	1	0	0	0	0	1	1	0
4	0	1	0	0	1	0	0	1	1	0	0
5	0	1	0	1	0	1	0	0	1	0	0
6	0	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0
7	0	1	1	1	0	0	0	1	1	1	1
8	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
9	1	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0
A	1	0	1	0	0	0	0	1	0	0	0
B	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0
C	1	1	0	0	0	1	1	0	0	0	1
D	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	1
E	1	1	1	0	0	1	1	0	0	0	0
F	1	1	1	1	0	1	1	1	0	0	0

Таким
образом, поданный
код числа на
адресные входы
выбирает одно
из 32 восьмибитных
слов, которое
появляется
на его выходах.
Вход CS
служит для
перевода выходов
в третье состояние.
Микросхема
индикатора
имеет общий
катод и разные
аноды. таким
образом, если
на сегмент
подается сигнал
«0», то он загорается,
если «1» - нет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате
проделанной
работы были
разработаны:
принципиальная
схема
компенсационного
стабилизатора
напряжения
и логическая
схема дешифратора
двоичного кода
в шестнадцатеричный.

Проектирование
по первой части,
расчет параметров
стабилизатора,
ознакомление
с принципами
работы схемы
защиты от короткого
замыкания
помогло
в усвоении
основ схемотехнического
моделирования.
Знание принципов
работы компенсационного
стабилизатора
напряжения
поможет искать
неполадки в
существующих
устройствах
и проектировать
новые в процессе
производственной
деятельности.

Все
большее распространение
цифровых устройств
подтверждает
важность
работ, проделанных
в процессе
разработки
устройства
по второй части
проекта. На
основе стандартных
серийных микросхем
был создан
дешифратор
двоичный - шестнадцатеричный,
что подтверждает
универсальность
и потенциально
широкие возможности
цифровой электроники,
как важнейшего
элемента
в современных
автоматизированных
системах управления.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Карпенко
П.Ф. Источники
питания. Схемотехника
компенсационных
стабилизаторов
напряжения.
Методические
указания. -
Краснодар:
изд.КПИ, 1992.

2. Горбачёв
Г.Н., Чаплыгин
Е.Е. Промышленная
электроника.
- М.: Энергоатомиздат,
1998.

3. Хоровиц П., Хилл
У. Искусство
схемотехники:
в 3-х томах: Т. 1.
Пер. с англ. –4-е
изд. перераб.
и доп. – М.: Мир,
1993.

Приложение
1

						КАПП 000000.606.Э3.1
Разраб.		Дмитриев			23.05	Компенсационный стабилизатор напряжения Схема электрическая принципиальная	Стадия	Лист	Листов
Консулт.							К	1	1
Руковод.		Алещенко					КубГТУ
Зав.каф.		Асмаев

Приложение
2

Обозн.	Наименование	Кол.	Примечание
	Стандартные изделия
	Конденсаторы
С1	2500 мкФ	1
С2	20 мкФ	1
	Микросхемы
DA1	Операционный усилитель К140УД6	1
	Резисторы
R1	1к±10%	1
R4,R5	2,4к±10%	2
R2	0,12к±10%	1
R3	1,2к±10%	1	Подстроечный
R6	0,18 Ом ± 5%	1	Намоточный
	Трансформаторы
Т	220/17/7/230 Вт	1
	Диоды
VD1,.., VD4	КД206А	4
VD6	КД102А	1
VD5 КС	КС156А	1 Стабилитрон	Стабилитрон
	Транзисторы
VT1	КТ827А	1
VT2	КТ602А	1

						КАПП 000000.606.ПЭ3.1
Разраб.		Дмитриев			23.05	Компенсационный стабилизатор напряжения Спецификация	Стадия	Лист	Листов
Консулт.							К	1	1
Руковод.		Алещенко					КубГТУ
Зав.каф.		Асмаев

Приложение
3

						КАПП 000000.606.П3.2
Разраб.		Дмитриев			23.05	Дешифратор Схема электрическая принципиальная	Стадия	Лист	Листов
Консулт.							К	1	1
Руковод.		Алещенко					КубГТУ
Зав.каф.		Асмаев

Приложение
4

Обозн.	Наименование	Кол.	Примечание
	Стандартные изделия
	Микросхемы
DD1		1
DD2 DD3	К155ИЕ7	2
DD4 DD5	К155РЕ3	2
	Индикаторы
DD6 DD7	АЛC324Б	2
	Резисторы
R1	1к±10%	1
	Конденсаторы
С	550 мкФ	1

						КАПП 000000.606.ПЭ3.2
Разраб.		Дмитриев			23.05	Дешифратор Спецификация	Стадия	Лист	Листов
Консулт.							К	1	1
Руковод.		Алещенко					КубГТУ
Зав.каф.		Асмаев

						КАПП 000000.606.ПЗ.01
Разраб.		Дмитриев			23.05	Дешифратор Спецификация	Стадия	Лист	Листов
Консулт.							К	1	1
Руковод.		Алещенко					КубГТУ
Зав.каф.		Асмаев

Министерство
образования
РФ

Кубанский
государственный
технологический
университет
ЗАДАНИЕ

На курсовую
работу ____________Курсовой
проект_____________________
Студенту гр. ____99-КТ-61______Дмитриеву А. А.______________________
По
дисциплине
_________________Электроника_______________________
Тема
курсовой
работы:_____Разработка
компенсационного
стабилизатора
напряжения
на базе операционного
усилителя (ОУ).
Разработка
цифрового
логического
устройства.____________________________________________
Исходные данные
__________Uвх_=
220 В (+10%, -15%), Кст = 0,1_______
__Uвых = 0..-9 В,_Iвых =
3 А_____________________________________________ 1.
Выполнить
расчеты:

Компонентов
схемы параметрического
стабилизатора,
(ИОН) – источника
опорного
напряжения,
схемы элемента
сравнения (ОУ),
схемы защиты
от_КЗ.____________________________________________________________
2. Выполнить
графические
работы:

___Схема
компенсационного
стабилизатора
напряжения_______________
_

___Схема
дешифратора
двоичного кода
в шестнадцатеричный3.
Оформить
расчетно-пояснительную
записку

4. Основная
литература

__Карпенко
П.Ф. Источники
питания. Схемотехника
компенсационных__
стабилизаторов
напряжения.
Методические
указания________________________
Задание
выдано________________20
марта 2001г.__________________________
Срок
сдачи работы________________25
мая 2001г.______________________ Задание
принял________________________________________________________
Руководитель
проекта
________________Алещенко
В.И.__________________ Работа
защищена____________________________________________________
С
оценкой__________________________________________________________

ЧЛЕНЫ
КОМИССИИ

Доцент
кафедры АПП

Зав. кафедрой
АПП

Хазнаферов
В. А.

проф.
Асмаев М. П.

Министерство
образования
Российской
Федерации

Кубанский
государственный
технологический
университет

Кафедра АПП

Курсовой
Проект
Дисциплина:
Электроника

Тема:
"Разработка
компенсационного
стабилизатора
напряжения
на базе операционного
усилителя (ОУ).
Разработка
цифрового

логического
устройства
".

Разработал:
студент
группы 99-КТ-61
Дмитриев
Александр.

Руководитель:
Алещенко В.И.

г. Краснодар
2000 г.