Описание модели упрощения обработки поступающего сигнала. Структурная схема преобразователя аналоговой информации. Расчет принципиальной схемы устройства: блок интегрирования, генератор прямоугольных импульсов, источник напряжения и усилитель мощности.
В современной промышленной электронике цифровой принцип построения систем занимает доминирующее положение по сравнению с аналоговым. Применение цифровых устройств и микропроцессорных систем позволяет создавать более интеллектуальные системы управления. Для обработки таких входных сигналов цифровыми схемами применяют различные способы аналого-цифрового преобразования.Необходимо разработать следующий преобразователь: На входе преобразователя П действуют прямоугольные импульсы, длительность которых может изменяться в интервале , а амплитуда .КУ - управляющий сигнал, определяющий коэффициент усиления по напряжению, то есть обеспечивающий плавную регулировку Uвых В в пределах (0 - 10) В. Разрабатываемый преобразователь можно представить в виде трех основных блоков, последовательно обрабатывающих входной сигнал: 1) Блок интегрирования, запоминания и блок управления ключами - обеспечивают циклическую смену режимов (интегрирование, запоминание, сброс). По срезу входного импульса открывается ключ S2 и происходит заряд конденсатора С2 до напряжения на C1. Таким образом, значение напряжения на выходе блока запоминания обновляется после прохождения входного импульса и остается неизменным во время пауз и интегрирования, что позволяет применять его в качестве входного сигнала в других блоках. При управлении ключами блок управления опирается на напряжения в трех точках: UBX, 1, 2.TX max = 100 мс так как Uвх постоянное (во время интегрирования) то В качестве ОУ возьмем микросхему К140УД7. Rзамк=80 Ом считая, что емкость разрядится за 5?, максимальное время сброса интегратора Так как на выходе интегратора требуемое напряжение присутствует не на всем протяжении рабочего цикла, то возникает необходимость в применении устройства выборки-хранения. Пусть Rзамк=80 Ом Возьмем С2 = 91НФ (для ускорения процесса перезарядки) тогда Так как согласно алгоритму управления ключами процессы перезарядки конденсаторов должны происходит во время пауз между входными импульсами, то максимальное время, необходимое для выполнения запоминания и сброса будет: Следовательно, максимальная скважность импульсов (при TX = 100мс) для выбранных номиналов конденсаторов будет равна Однако при применении такой схемы возникают следующие проблемы: 1) При замкнутом ключе источник входного сигнала имеет значительную емкостную нагрузку.Рассмотрим случай, когда генератор включен в качестве преобразователя TX ~ U Для регулирования наклона прямой, а значит и длительности импульса применяется изменяющееся в пределах Uи, которое формирует ИОН, под воздействием управляющего напряжения Utx max. Так как для входного импульса максимальной площади напряжение после блока запоминания будет 11В, а согласно заданию максимальная длительность выходного импульса 100мс, то номиналы R1, R2, C3 рассчитываются для Uи =-5В Вкачестве R7 выбрано сопротивление из ряда E24 R7=100КОМ Увеличение до 11 В при неизменном U2 уменьшит длительность импульса до TX =45,45мс, т.е. выбирая входной управляющий сигнал UTX max можно уменьшить длительност выходного импульса в два раза.Так как импульсы на выходе генератора имеют амплитуду 5В, то для регулировки выходного сигнала в диапазоне сначала осуществляется управление амплитудой в диапазоне на делителе R R11. В качестве оптопары применяем ОЭП-12: Rсвет = 600 ОмПрименение усилителя мощности обусловлено необходимостью обеспечения тока нагрузки 100ма. В устройстве применен трехкаскадный усилитель мощности. На входе реализован дифференциальный каскад. На нем происходит усиление по току и напряжению. На выходе схемы стоит двухтактный эмиттерный повторитель, работающий в режиме АБ, что увеличивает его КПД.Требуемый алгоритм замыкания-размыкания ключей осуществляется на основании сравнения входного напряжения с нулем и напряжений на входе и выходе устройства выборки-хранения. Важную роль в помехоустойчивости схемы играет определение нуля на входе. Так как сравнение осуществляется на DA8, порог срабатывания, при котором начинается обработка входного сигнала ? 7.5 МВ, при помехе, превышающей этот уровень произойдет ошибочное преобразование сигнала (помеха будет интерпретирована как входной импульс). Для выбора режима преобразования используются ключи на интегральной микросхеме К561КП1(DD9, DD10). Так как в схеме используется три положения ключа, то на микросхеме К555ИЕ5 организован счетчик до 3 (DD8), осуществляющий управление ключами DD9, DD10.В ходе выполнения курсового проекта была спроектирована схема преобразователя сигнала. При разработке рабочего цикла устройства появилась необходимость в применении устройства хранения-выборки. Основное противоречие в этом вопросе заключается в следующем: для повышения точности хранения необходимо минимизировать ток разрядки конденсатора в режиме хранения, для этого применяются буферные повторители на ОУ с полевыми транзисторами на входе. Для сведения этих нежелательных эффектов к минимуму в схеме преобразователя былаприменена специализированная микросхема выборки-хранения и использованы прецизионные микросхемы ОУ. Вы
План
Содержание
Введение
1. Постановка задачи
2. Разработка структурной схемы
3. Разработка принципиальной схемы
3.1 Расчет блока интегрирования
3.2 Разработка блока зпоминания
3.3 Расчет генератора прямоугольных импульсов
3.4 Расчет источника опорного напряжения
3.5 Расчет усилителя напряжения
3.6 Расчет усилителя мощности
3.7 Расчет блока управления ключами
Заключение
Список литературы преобразователь информация импульс сигнал усилитель
Введение
В современной промышленной электронике цифровой принцип построения систем занимает доминирующее положение по сравнению с аналоговым. Применение цифровых устройств и микропроцессорных систем позволяет создавать более интеллектуальные системы управления. В то же время данный подход значительно увеличивает помехоустойчивость, точность и к. п. д. устройств, значительно упрощает эксплуатацию.
Однако большинство контролируемых параметров носит непрерывный характер. Для обработки таких входных сигналов цифровыми схемами применяют различные способы аналого-цифрового преобразования. Часто возникает необходимость оценить не только амплитудное значение поступающего сигнала, но и учитывать длительность отслеживаемого воздействия. Применение классических АЦП в этом случае сопряжено с необходимостью жесткой привязки ко времени и математической обработки полученной информации.
Для упрощения схемы обработки поступающего сигнала и обеспечения асинхронной обработки целесообразно применить специальный преобразователь.
Данное устройство обеспечивает преобразование аналоговой величиы (площадь импульса) в пригодную для цифровой обработки форму. То есть обеспечивается пропорциональная связь между площадью входного импульса и частотой выходного сигнала.
На примере курсового проекта будет описан один из преобразователей, обеспечивающих преобразование аналоговой информации в доступную для цифровой обработки форму.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
