1.2 Синхронный счетчик

Синхронный счетчик отличается от асинхронного тем, что при срабатывании от входного импульса нескольких триггеров они изменяют свое состояние одновременно. Это достигается благодаря тому, что счетные импульсы подаются одновременно на тактовые входы всех триггеров счетчика.

Пример построения синхронного счетчика на JK-триггерах показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема принципиальная синхронного счетчика, где Т1, Т2, Т3 – JK-триггеры, Q0, Q1, Q2 – выходы JK-триггеров, К_c – выход использующийся при применении счетчика в качестве делителя частоты.

2 Разработка и обоснование функциональной схемы устройства

1. Функциональная схема устройства

По заданию курсового проекта необходимо разработать устройство, осуществляющее деление частоты цифрового электрического сигнала и обладающее коэффициентом деления равным двум. Поэтому в качестве делителя частоты цифрового электрического сигнала целесообразнее всего выбрать триггер. Так как, промышленность не выпускает массово триггеры, то в качестве делителя частоты цифрового сигнала был выбран двоичный счетчик.

Функциональная схема для данного проекта состоит из следующих компонентов:

1. двоичный счетчик;

2. транзисторный ключ;

3. электрогальваническая развязка;

4. операционный усилитель.

Счетчик – это цифровое устройство, предназначенное для подсчета входных импульсов. Счетчики строятся на Т-триггерах и на некоторых логических схемах для формирования управляющих сигналов. Основной параметр счётчика – модуль счёта – максимальное количество единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком.

Гальваническая развязка – это процесс передачи энергии между участками электрической цепи без обеспечения между ними электрического контакта. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты электрической цепи от перегрузок.

Без использования гальванической развязки предельный ток, протекающий между цепями, ограничен только электрическими сопротивлениями, которые обычно относительно малы. В результате этого возможно протекание выравнивающих токов и других токов, способных повреждать компоненты цепи или поражать людей, случайно схватившихся за оборудование. Прибор, обеспечивающий гальваническую развязку, искусственно ограничивает передачу энергии из одной части цепи в другую. В качестве такого прибора может использоваться трансформатор или оптрон. В обоих случаях, цепи оказываются электрически разделёнными, но между ними возможна передача энергии.

Операционный усилитель – это усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления [6].

Операционные усилители получили широкое применение, как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем.

Полная функциональная схема делителя частоты показана в приложении А. Неполная функциональная схема данного устройства показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Функциональная схема делителя частоты цифровых сигналов

При поступлении входного сигнала на двоичный счетчик в нем происходит деление количества входных импульсов на заданный коэффициент 2. Далее цифровой сигнал проходит через транзисторный ключ, в котором он усиливается. После транзисторного ключа сигнал поступает на оптрон, а затем на операционный усилитель.