Разработка портативного цифрового радиометра

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование



ИИ) выполнен на трех светодиодных индикаторах с общим катодом. Импульсный режим работы реализуется включением биполярных транзисторов в цепь катодов, которые работают в ключевом режиме и управляются импульсными сигналами частотой 128 Гц. Частота изменения показаний индикаторов равна 0,025 Гц. Индикаторы реализованы на интегральных микросхемах АЛС324А. Принципиальная схема БИИ приведена на рисунке 4.14

Рисунок 4.14 - Блок импульсной индикации

Для расчетов элементов схемы необходимо учесть, что ток, необходимый для зажигания одного сегмента в номинальном режиме мА.

С учетом того, что при зажигании всех семи сегментов суммарный коллекторный ток через транзистор будет равен в режиме насыщения мА, найдем соотношения для определения сопротивления в цепи коллектора транзистора

(4.15)

где В - напряжение логической единицы на выходе дешифратора;

В - падение напряжения на сегменте;

В - напряжение на коллекторе насыщенного транзистора.

При рассмотренных условиях по напряжению и току в качестве ключевого транзистора используем прибор КТ315Г. С учетом его основных параметров находим по соотношению (4.15)

,

Принимаем резисторы R1, R2, R3 типа С2-33-0,125 170 Ом 5%.

Открытый транзистор в режиме не глубокого насыщения с коэффициентом насыщения

(4.16)

где - реальный ток базы;

- ток базы на границе насыщения

(4.17)

где - коэффициент усиления по току,

мА.

Из отношения (4.16) находим ток базы при N=2.

мА

С учетом полученных значений находим сопротивление резисторов в базовой цепи транзисторов

(4.18)

где - выходное напряжение микросхемы К176ИЕ12, В.

кОм.

Выбираем резисторы R4, R5, R6 типа С2-33-0,125 27 кОм 5%.

4.10 Блок питания датчиков

Рекомендуемое напряжение питания счетчика СБМ20 - В. Устройство, преобразующее напряжение батареи, питающей радиометр, в высокое напряжение на аноде счетчика Гейгера построено на блокинг - генераторе (БГ). На повышающей обмотке W3 трансформатора формируется короткий импульс - 5..10 мкс амплитудой 440..450 В, заряжая через диоды VD3, VD2 конденсатор С4.

Принципиальная схема блока питания датчика показана на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15 - Принципиальная схема блока питания датчика

Выбор типа транзистора является наиболее сложной задачей при расчете БГ. Это обусловлено тем, что длительность импульса зависит от постоянной времени накопления , значение которой в справочных данных не указывается, ее можно определить лишь экспериментальным путем. Сложная связь со многими параметрами схемы не позволяют использовать общие уравнения и аналитические зависимости получены только для частных случаев: ; и ; , . В этих неравенствах: - постоянная времени заряда емкости С5 ( - входное сопротивление транзистора, практически равное сопротивлению базы ); - постоянная времени индуктивности намагничивания.

Транзистор выбирается по двум параметрам: по предельной частоте и по допустимому напряжению . Рассмотрим выбор по допустимому напряжению.

, принимаем В и поэтому В.

Выбор по предельной частоте производится по следующим соображениям.

При формировании относительно длинных импульсов при необходимо выбирать низкочастотные транзисторы. Частота на должна превышать МГц. По расчетным значениям и выбираем транзистор типа КТ961Б, у которого В, В, мкА, мкА, МГц, пФ, Ом.

Найдем коэффициент трансформации

(4.19)

где В - выходное напряжение.

.

Емкость выбирается из условия или мФ.

Принимаем конденсатор C5 типа КМ-5 0,06 мкФ 5%.

Рассчитаем постоянную времени заряда конденсатора

(4.20)

мкс.

Рассчитаем индуктивность намагничивания

(4.21)

(4.22)

Для выбранного транзистора принимаем мкс, ;

,

мГн.

Определим максимальное значение коллекторного тока

(4.23)

мА.

По расчетам видно, что максимальное значение коллекторного тока меньше допустимого (150 мА).

Определим спад напряжения на конденсаторе, возникающий из-за его разряда обратным током базы

(4.24)

В

Определим сопротивление резистора R2

(4.25)

кОм

Выбираем резистор R2 типа С2-33-0,125 27 кОм 5%.

Определим обратный выброс напряжения

(4.26)

где Гн - индуктивность намагничивания;

Ом.

В.

Полученное значение амплитуды выброса недопустимо на для коллекторной, ни для базовой цепей. Поэтому необходимо включить диод с тем, чтобы уменьшить амплитуду выброса. Диод VD1 выбираем типа КД102А.

Временные диаграммы работы БГ показаны на рисунке 4.16

Рисунок 4.16 - Временные диаграммы работы БГ

Первая обмотка трансформатора W3 содержит 420 витков провода марки ПЭВ-2 0,07 мм, вторая обмотка трансформатора W2 содержит 8 витков провода марки ПЭВ-2 0,02 0,027 мм, третья обмотка трансформатора W1 содержит 3 витка провода марки ПЭВ-2 0,02 0,027 мм.

Принимаем конденсатор С4 типа К73-9-630В, диоды VD2, VD3 типа КД102А.

Для устранение помех нижних частот блока питания введен конденсатор С1 типа КМ-5 100 мкФ 5%, для устранение помех высоких частот введен конденсатор С2 типа КМ-5 0,06 мкФ 5%. Так же в цепь введен RC фильтр для сглаживания пульсаций напряжения, резистор R1 типа С2-33-0,125 10 кОм 5%, конденсатор С3 типа КМ-5 47 мкФ 5%.

5. Охрана труда и окружающей среды

.1 Общие вопросы охраны труда и окружающей