Меню

Поиск

Формирование временных интервалов в генераторе секундных импульсов
Формирование временных интервалов в генераторе секундных импульсов ДЕПАРТАМЕНТ НАУКИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КЕМЕРОВСКИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ Факультет телевидения ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ Формирование временных интервалов в генераторе секундных импульсов (Тема курсового проекта) Студент Белянин С.П. Группа ТВФ-41 Дата представления ________________ Дата защиты ________________ Оценка ________________ Руководитель проекта Луконин Н.М. Кемерово 2007 Содержание: ВВЕДЕНИЕ 4 1 Общая часть 5 1.1 Исходные данные для проектирования 5 1.2 Описание структурной схемы аппарата 6 1.3 Описание принципиальной схемы узла 9 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 11 2.1 Перечень операций по ремонту и регулировке 11 2.2 Обоснование выбора контрольно-измерительной аппаратуры 12 2.3 Инструкция по ремонту и регулировке 14 2.4 Технологическая карта ремонта 16 2.5 Таблица типовых неисправностей 17 2.6 Оборудование рабочего места 18 2.7 Охрана труда и техника безопасности 19 3 Расчетная часть 21 3.1 Расчет надежности 21 Литература 22 ВВЕДЕНИЕ Электронные цифровые часы стали для нас столь же привычными, что и стрелочные. Но в отличие от стрелочных часов, они не требуют постоянного подзавода, и это, несомненно, очень удобно. Также электронные часы превосходят стрелочные по удобству восприятия текущего времени, что особенно сказывается в темное время суток, т.к. элементы, используемые в электронных часах для отображения времени обладают свойством светоизлучения либо используют подсветку (в случаи ЖК элементов). Электронные часы сегодня повсюду: на стадионах, в спортивных залах, в аэропортах, на вокзалах, в кабинах автомобилей, на руке и даже в авторучках. Создание таких часов стало возможным благодаря бурному развитию радиоэлектронной промышленности. Всего несколько лет назад электронные хронометры, построенные на дискретных элементах, содержали десятки, а иногда и сотни транзисторов, диодов и т.д. А это, безусловно, приводит к снижению надежности устройства, и соответственно уменьшению наработки на отказ, кроме того, значительно повышается сложность поиска неисправности в таком устройстве. Но с появлением интегральных микросхем удалось значительно уменьшить габариты подобных устройств, сделать их более экономичными и надежными. Именно поэтому электронные часы получили сегодня такое широкое распространение. В данном курсовом проекте будет рассмотрена проблема формирования временных интервалов в генераторе секундных импульсов на основе решений, которые предлагает сегодня современная промышленность. Подобное решение используется во многих современных электронных устройствах предназначенных для отображения текущего времени. 1 Общая часть 1.1 Исходные данные для проектирования
Наименование устройства	часы электронные
Напряжение питания	200–240В \ 50-60Гц
Потребляемая мощность	не более 200Вт
Погрешность отсчета времени	не более ± 10 сек\сутки
Управление	проводной ПДУ
Длина провода ПДУ	20-30 м
Резервное питание	нет
Условия эксплуатации	ГОСТ 15150-69
Тип корпуса	любой
Масса	не более 10 кг
Крепление	настенное (подвесное)

1.2 Описание структурной схемы аппарата

Проанализируем, как должно работать разрабатываемое устройство. Часы обязательно должны содержать устройство измерения времени, которое в свою очередь всегда состоит из генератора эталонных интервалов времени и счётчика этих интервалов. Структурная схема устройства измерения времени приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема устройства измерения времени.

В качестве генератора эталонных импульсов в различное время использовали различные устройства. Это и вытекание воды или песка из какой-либо ёмкости и движение тени от солнца по циферблату и даже горение нити в огненных китайских часах.

В простейшем случае генератор импульсов эталонной длительности должен вырабатывать минутные импульсы. Однако реализовать стабильный генератор такой длительности достаточно сложно. Даже в механических часах в качестве генератора импульсов эталонной длительности использовался маятник с периодом колебаний от одной до нескольких секунд. В качестве генератора эталонных импульсов мог бы подойти кварцевый генератор, так как этот тип генераторов обладает высокой стабильностью колебаний. Но кварцевые генераторы вырабатывают колебания в диапазоне от 1 до 30 МГц. Это соответствует временным интервалам от 0.03 до 1 мкС. Более простым с точки зрения реализации выглядит вариант, использующий для получения секундных импульсов промышленную сеть 50 Гц.

Т.к. часы предназначены для работы непродолжительный период времени, то стабильность такого генератора эталонных интервалов времени может считаться достаточной. Такой генератор достаточно легко реализуется на доступных элементах и к тому же обладает низкой стоимостью. Суть работы этого генератора сводится к выпрямлению тока промышленной сети с последующим преобразованием полученных импульсов в прямоугольные и делением этой частоты на 100.

Итак, для формирования секундных импульсов (частота 1 Гц) потребуется делитель частоты на 100. Для формирования из секундных импульсов минутных импульсов потребуется ещё один делитель частоты. Так как в минуте содержится 60 секунд, то нам потребуется делитель на 60. Уточнённая структурная схема разрабатываемого цифрового устройства приведена на рисунке 2.

100 Гц

6 v

50 Гц

Рисунок 2. Уточнённая структурная схема устройства измерения времени.

Теперь займёмся схемой счётчика временных интервалов. Он будет состоять из счетчика секнуд и счётчика минут. Мы знаем, что часы предназначен для отсчета периода времени не превышающего 90 минут, то счётчик минут должен работать по основанию 90. В то же самое время мы привыкли воспринимать числа в десятичной системе счисления. Поэтому будет удобно разбить счётчик минут на два счётчика: на десятичный счётчик и счётчик, считающий до девяти.

Следующий блок, который обязательно должен входить в состав часов – это устройство индикации.

Ведь никого не устроят часы, которые будут точно отсчитывать время, но при этом мы не сможем увидеть результат! Выберем в качестве устройства отображения времени светодиодные семисегментные индикаторы. В этом случае мы получим устройство, способное работать при отрицательной температуре и обладающее при этом наиболее простой схемой.

Для преобразования кода, в котором работает счётчик минутных импульсов, в семисегментный код нам потребуется дешифратор. То есть, блок индикации будет состоять из дешифраторов и собственно индикаторов. Уточнённая структурная схема часов приведена на рисунке 3.

100 Гц

Рисунок 3. Структурная схема часов.

1.3 Описание принципиальной схемы узла

В целях упрощения конструкции тактовые импульсы с периодом следования 1 с формируются из импульсов двухполупериодного выпрямителя VD 1 триггером Шмитта на элементе DD1.1 и делителем частоты на 100, образованным счетчиками DD6 и DD7. Запускают таймер (переключатель SA1 в положении «Таймер») кратковременным нажатием на кнопку SB1 «Пуск». При этом сигнал уровня 0 с прямого выхода D-триггера DD2-1 разрешает работу делителя частоты, а через элементы DD3.1 и DD3.2 запускает узел предварительной записи.

Секундные импульсы через элементы DD8.1 и DD3.4 поступают на вход обратного счета последовательно включенных реверсивных счетчиков DD9, DD10, DD12, DD13, состояние которых отображают светодиодные индикаторы HL1—HL4 с встроенными дешифраторами двоичного кода.

Работа счетчиков DD9, DD12 и DD13 особенностей не имеет, счетчик же DD10 — его коэффициент пересчета как при прямом, так и при обратном счете равен 6. С этой целью узел предварительной установки поддерживает на его входах состояние 0101 = 5.

Когда все счетчики установятся в состояние 0000, на выходном выводе 13 счетчика DD13 появится уровень 0, который запустит одновибратор DD14.

При необходимости сигнал на входе триггера Шмитта можно усилить транзисторным ключом. Сетевой блок питания данного устройства должен быть рассчитан на постоянное напряжение 5 В при токе нагрузки до 0,6 А. На сетевом трансформаторе желательно предусмотреть отдельную обмотку на напряжение около 4 В.

Все детали смонтированы на четырех платах, которые собраны в этажерочный модуль и размещены в корпусе размерами 95x90x35 мм.

Рисунок 4. Принципиальная схема узла формирования секундных импульсов.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Перечень операций по ремонту и регулировке

Первоочередной задачей при ремонте электронных часов, как и при ремонте любой другой радиоэлектронной техники, является внешний осмотр устройства и проверка правильности монтажа и качества механических креплений. На этой стадии можно обнаружить наиболее заметные причины неисправности, такие как попадание воды, трещины на печатной плате, сгорание элементов, обрыв или перегорание дорожек на печатной плате и так далее. Если в ходе визуального осмотра никаких исправностей обнаружено не будет, то следует перейти к следующему шагу – проверка питания и режимов работы микросхем.

В данном случае поиск неисправности необходимо начать с проверки правильности работы диодного выпрямителя VD1, на выходе которого должно быть ±4 В. Затем, следует проверить питание микросхем и убедиться в их правильном функционировании и если это не так перейти к этапу устранения неисправности. Следующим шагом при поиске неисправности будет проверка сигнала на двенадцатом выводе микросхемы DD7, в случае правильного функционирования микросхемы, на этом выводе должен присутствовать сигнал в виде прямоугольных импульсов с периодом в одну секунду.

Также необходимо отдельно проверить работоспособность микросхемы DD2.1, которая разрешает работу делителя частоты на элементах DD6 и DD7, чтобы в случае отсутствия сигнала на двенадцатом выводе DD7 можно было с уверенность полагать, что неисправен именно делитель частоты.

2.2 Обоснование выбора контрольно-измерительной аппаратуры

Так как электронные часы, рассматриваемые в данном курсовом проекте, не обладают высокими характеристиками точности, чего от них и не требуется, так как непрерывно работать они будут ограниченное количество времени, а «отставание» или «убегание» на 2-3 секунды за 2 часа непрерывной работы не является в данном случае критическим. Для проверки работоспособности и правильности функционирования данных часов, не потребуется измерять сигналы высокой частоты или напряжения, и для этой цели подойдет любой мультиметр, даже четвертого класса точности. Но в связи с тем, что мультиметры от неизвестных китайских производителей отличаются слабой надежность, а порой и огромными погрешностями было принято решение найти прибор который бы более соответствовал для выполнения поставленной задачи. И такой прибор был найден в интернет-магазине #"1.files/image019.png">Второй прибор, который может понадобиться при поиске неисправности в работе электронных часов, это осциллограф. Опять же, в связи с тем, что электронных часах отсутствуют сигналы высокой частоты, можно применять любой исправный осциллограф. Для примера, в данном случае в магазине «Техника-М» был найден осциллограф MOS-620CH, который обладает следующими характеристиками:

Страницы: 1, 2

Новости

Мои настройки

Наверх

Формирование временных интервалов в генераторе секундных импульсов