Цифровой блок управления электроприводом
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
о сравнению с германиевым фотодиодом). Окончательно выбираем ФД-27К имеющий минимальные габариты. Его параметры следующие: IТ =1-2 мкА, UРАБ=20 В. При выборе R2 используем технические условия предприятия изготовителя. По ним R2=10-100 кОм. Берем R2=100 кОм5% тип МЛТ-0.25. Определяем полезный световой сигнал(UC), темновой сигнал(UT) и сигнал помехи(UП):
IC=(5+n)IT=91.5=13.5 мкАC= ICR2=13.510 -6100103=1.35 ВT=ITR2=1.510 -6100103=0.15 В
.2 Формирователь импульсов
Рисунок 3 - схема формирователя импульсов
Формирователь импульсов строится на основе регенеративного компаратора. Статическая характеристика имеет гистерезис, который позволяет исключить влияние помехи, вызванной вибрацией кромки щели, и темнового тока на выходной сигнал ФИД. Статическая характеристика с отмеченными порогами переключения показана на рисунке 4. Назначение элементов схемы следующее: Делитель R3-R4 задает опорное напряжение (нижний порог переключения) UОПUH, резисторы R5-R6 задают верхний порог переключения UB, а диод VD3 вместе с резистором R6 создают положительную ОС, сигнал которой суммируется с опорным напряжением, что и дает гистерезис. Диод VD4 нужен для исключения отрицательного напряжения на выходе компаратора. Стабилитрон VD5 служит для стабилизации напряжения логической единицы (2.4-5В), резистор R7 задает ток стабилитрона, а резистор R8 служит для согласования входного сопротивления для ТТЛ.
Рисунок 4 - Статическая характеристика регенеративного компаратора
Определим порог переключения компаратора:
Проверяем условие помехоустойчивости
Следовательно, пороги назначили правильно. Выбираем операционный усилитель типа К140УД7 (Зарубежные аналоги A741HC, A741PC). Он представляет собой операционный усилитель средней точности с внутренней частотной коррекцией и защитой выхода от короткого замыкания, и имеющий малое напряжение смещения нуля - UСМ=не более 9 мВ, малый входной ток IВХ= не более 400 нА и большой коэффициент усиления KU=не менее 30 000. Его параметры при Uп=12 В следующие:
UОУ.МАКС=10 В, UСМ= 9 мВ, IВХ= 400 нА, KU= 30 000
Определим сопротивление резисторов делителя R3-R4 по напряжению нижнего порога переключения UH. Задаем ток делителя R3-R4: IД>>IВХ.ОУ.
IД=500 IВХ.ОУ=50040010 -9=200 мкА
UП1=12 В
Решая эту систему линейных уравнений относительно R3 и R4, получим:
Окончательно принимаем по ряду Е24 R4=1.8 кОм5% тип МЛТ-0.25 и
R3=56 кОм5% тип МЛТ-0.25.
В качестве стабилитрона VD5 возьмем кремниевый маломощный стабилитрон типа КС133А, имеющий следующие параметры:
UСТ.НОМ=3.3 В, IСТ.МИН =3 мА
В качестве диодов VD3 и VD4 возьмем кремниевые маломощные импульсные диоды типа КД522А с прямым падением напряжения UПР0.6 В
R5-R6 задают верхний порог переключения компаратора:
Второе уравнение получим из условия, что сопротивления по входам "+" и "-" должны быть равны, если R4<<R5 то R4 не учитываем и получим:
Напряжения логической единицы на выходе компаратора равно напряжению стабилизации стабилитрона:
Принимаем R6=470 кОм5% тип МЛТ-0.25 и R5=130 кОм5% тип МЛТ-0.25.
Проверим ранее заданное условие R450 следовательно условие согласования входных сопротивлений по входам компаратора выполняется. Резистор R8=390 Ом5% тип МЛТ-0.25 берем из условия согласования ЛЭ ТТЛ с источником сигнала (не более 400 Ом).
Расiитаем резистор R7 задающий ток стабилизации.
Окончательно принимаем R7=510 Ом5% тип МЛТ-0.25
.3 iетчик импульсов
iетчик импульсов строим на основе делителя частоты с изменяемым коэффициентом деления Кд в соответствии с таблицей 1. Для построения делителя частоты используем типовой параллельный четырехразрядный реверсивный двоичный iетчик с входами предустановки. Для обеспечения восьмиразрядного КД используем два таких iетчика. В качестве типового iетчика возьмем ИС из серии универсального применения К155ИЕ7 (Зарубежные аналоги SN74193N, SN74193J).
Таблица 1
a2a101010010116510100110166101001111671010100016810101001169101010101701010101117110101100172101011011731010111017410101111175
Для построения делителя частоты используем режим обратного iета. На входы предустановки подается коэффициент деления одновременно с нулевым импульсом сигнала "Пуск/Запись" и iетчик, по мере подачи на него импульсов от регенеративного компаратора, отнимает от значения коэффициента деления по единице. Когда iетчик дойдет до нуля, на выходе "обратного переноса" (0) возникнет сигнал логического нуля, который и будет сигнализировать о нужном количестве импульсов.
Рисунок 5 - iетчик импульсов
Для изменения заданного значения Кд предусматриваем 4 переключателя-задатчика SA1..SA4, так как в таблице 1 меняются только четыре младших разряда. Схема iетчика приведена на рисунке 5. Так как для создания логической единицы на входах предустановки используется "висячая единица", что значительно упрощает схему, то плату надо поместить в стальной корпус и заземлить. Переключатели показаны в положении соответствующему максимальному значению КД(17510 или 101011112).
4.4 КТ - командный триггер
Командный триггер строим по схеме асинхронного RS-триггера на логических элементах И-НЕ, которые управляются "нулями". Схема командного триггера представлена на рисунке 6.
Рисунок 6 - командный триггер
&nb