Выбор и расчет принципиальных схемы основных блоков

Расчет функционального преобразователя

Схема функционального преобразователя, у которого с ростом входного сигнала возрастает коэффициент усиления приведена на Рисунке 7

Принципиальная схема функционального преобразователя

При диоды VD1 - VD3 закрыты отрицательным смещением резистивных деталей. Коэффициент усиления по напряжению

(кОм)

Выбираем R14=10 кОм, R13=5,1 кОм

С ростом входного напряжения повышаются потенциалы анодов диодов, в то время как потенциалы их катодов остаются неизменными и близкими к нулю. При открывается диод VD3, коэффициент усиления возрастает и становится

Получаем R11+R12=16,6 кОм. Выбираем R12=13 кОм, R11=5,1 кОм.

При открывается диод VD2, коэффициент усиления возрастает и становится

Получаем R9+R10=10,25 кОм. Выбираем R10=8,2 кОм, R9=2,2 кОм. При открывается диод VD1, коэффициент усиления возрастает и становится

При открывается диод VD1, коэффициент усиления возрастает и становится

Получаем R1+R2=19,3 кОм. Выбираем R2=16 кОм, R1=6,2 кОм.

Рассчитываем значение сопротивлений делителя. Для этого зададимся опорным напряжением равным Еоп=10 В. Величины входных напряжений необходимых для поочередного отпирания диодов возьмем из графика Uвых=f(Uвх). Расчет сопротивлений делителя производится из условия:

Rоп=

Таким образом сопротивления делителя находятся как:

Выбираем R8=68 кОм, R7=22 кОм.

Выбираем R6=15 кОм, R5=6,8 кОм.

Выбираем R4=22 кОм, R3=9,1 кОм.

Расчет управляющего тракта

Блок управления необходим для управления работой всего устройства. Он синхронизирует работу отдельных блоков. Для обеспечения нормальной работы системы сбора аналоговых данных необходимо поочередно подавать сигналы с генератора на вход счетчика, аналогового коммутатора, УВХ, АЦП, буфера хранения и сигнал готовности для микропроцессорного устройства. Частота работы генератора определяется частотой опроса датчиков. Сигналы на входы блоков должны подаваться с определенной задержкой, равной времени преобразования предыдущего устройства. Принцип работы блока управления отображен на диаграмме .

Принцип работы блока управления

где tсч - время преобразования счетчика; tан.к. - время преобразования аналогового коммутатора; tхр - время хранения данных в УВХ; tУВХ - время преобразования в УВХ; tпр АЦП - время преобразования АЦП.

В качестве аналогового коммутатора воспользуемся микросхемой КР590КН6 Справочные данные: Uпит = ± 15B; Uком = ± 15B; Iком = 20 мА; tвкл = 0,3 мкс; Uвх0 = 0…0,8В; Uвх1 = 4…16,5B.

Аналоговый коммутатор

Для формирования номера опрашиваемого датчика будет использоваться счетчик на основе D-триггеров, показанный на рис.10

Счетчик с коэффициентом пересчета 5

Схема блока управления изображена на рис.11. Она состоит из: генератора прямоугольных импульсов; цепей задержки, сформированных на базе RC-цепочек; а также из одновибратора, который используется как расширитель импульса для УВХ.

Лучшие статьи по информатике

Принципиальная схема усилителя на основе полевых и биполярных транзисторов
Аналоговыми называются устройства, у которых сигналы являются непрерывными функциями времени. К основным классам аналоговых устройств относятся: усилители, ...

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий на примере маслохозяйственного отделения ПП Ефремовская ТЭЦ
Основными потребителями электроэнергии являются различные отрасли промышленности: транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. ...

Проектирование передатчика с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы
При расчете радиопередающего устройства необходимо отметить назначение передатчика. Назначение передатчика - преобразование энергии источника питания в э ...