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

Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе
Транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя или несколькими р-n-переходами, позволяющий усиливать электрические сигналы и имеющий три вывода или более ...

Расчет основных характеристик усилительного каскада биполярного транзистора
транзистор усилитель каскад Целью данной курсовой работы по предмету “Схемотехника телекоммуникационных устройств” является применение знаний полученных ...

Цифровые компараторы
компаратор устройство логический сигнал Компаратор - устройство, предназначенное для сравнения двух сигналов. Он осуществляет переключение уровня выходного н ...