Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата

В этой схеме переменное напряжение 220 В через выключатель и предохранитель FU1 (1 А) поступает на первичную обмотку трансформа- тора ТПП288-220-50. Из нескольких вторичных обмоток этого трансфор- матора набираются выходные напряжения переменного тока в 19 и 7
Вольт, которые подаются на два диодных моста, собранных из кремни- евых диодов КД205В. На выходе с диодных мостов мы имеем выпрямленные постоянные напряжения со значительными пульсациями, для подавления которых в цепь параллельно мостам диодов включены электролитические емкости: С1 (10000 мкФ 50 В) и С2 (2000 мкФ 50 В). В момент времени когда с выхода диодного моста напряжение возрастает емкости заряжа- ются, а когда напряжение начинает снижаться стекание заряда с обкла- док электролитического конденсатора сглаживает проявление этих пуль- саций на входе стабилизаторов, собранных на резисторах R1, R2 (1 Ом), емкостях С3...С6 (0,1 мкФ), транзисторах VT1, VT2 (КТ818БМ), микро- схемах D1 (КР142ЕН8Б), D2 (КР142ЕН5А и емкостях С7, С8 (200 маФ).

Принцип работы стабилизатора следующий: микросхема D1 (D2) управляет током, протекающим через малоомный резистор R1 (R2), тем самым изменяя смещение перехода база-эмитер транзистора VT1 (VT2) и поддерживая на его выходе стабильное значение требуемого для наг- рузки выходного напряжения питания 12 (5) Вольт. Наличие мощных транзисторов VT1 и VT2 вызвано требованиями обеспечения больших то- ков, необходимых в накопителе на гибких магнитных дисках [7] при запуске его двигателей. Такой блок питания наиболее оптимально под- ходит и для аналитических весов, в которых также наблюдается крат- ковременные всплески потребления больших токов протекающих через катушку устройства взвешивания и цепи цифроаналогового преобразова- теля.

Емкости С7, С8 включены для сглаживания импульсных пульсаций нагрузок на стабилизатор, а С5, С6 в качестве фильтра высокочастот- ных помех.

Предохранитель FU1 защищает сеть переменного тока от перегру- зок, скажем при коротком замыкании на вторичных обмотках трансформа- тора, а FU2 и FU3 - блок питания, при перегрузках в питаемых через них схемах.

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Наиболее оптимальным было бы использование в качестве цифро- аналогового преобразователя спецализированной микросхемы, что су- щественно упростило бы электрическую принципиальную схему аналити- ческих весов и избавило нас от проблемы решения множества проблем, связанных с этим преобразованием. Например, микросхемы К572ПА1,
К594ПА1 [2] советского производства или импортного производства:
DAC-01 и DAC-02 (фирма Precision Monolitic), MC1406 (Motorola),
HI-1080 и HI-1090 (Harris Semiconductor), AD-562 и AD-7520 (Analog
Devices) [8], или более современные MX7534, MX7535, MX7536, MX7538
(Maxim) [9]. Однако лучшие из этих чипов гарантируют разрешение с точностью не более 14 разрядов, что явно недостаточно для обеспе- чения аналитической точности взвешивания в диапазоне 0...200 грамм.

Для обеспечения указанных требований мы должны разработать принципиальную электричестую схему 21-го разрядного цифроаналого- вого преобразователя.

Существует два наиболее широко распространенных метода циф- роаналогового преобразования: с использованием взвешенных резист- ров и многозвенной цепочки резистров [8].

На рис. 3 представлена принципиальная электрическая схема цифроаналогового преобразователя с двоично-взвешенными резистора- ми, которая состоит из n ключей, по одному на каждый разряд, уп- равляемых выходным сигналом; цепочки двоично-взвешенных резисто- ров; источника опорного напряжения Uоп и суммирующего операцион- ного усилителя, на выходе которого получается аналоговый сигнал, пропорциональный цифровому коду на входе.

В идеальной ситуации ток, на входе операционного усилите- ля будет равен

An-1хUоп An-2хUоп A1хUоп A0хUоп
I = __________ + __________ + . . . + ________ + ________ .

R R R R

В нашем случае, для 21-разрядного цифроаналогового преоб- разователя, диапазон изменения сопротивлений резисторов должен будет соответствовать ряду: 1,2,4,8,...,524288,1048576 Ом. У нас не было возможности точного подбора такого широкого ряда резис- торов тем более, что они должны быть все изготовленны по одной технологии, в связи с чем этот метод построения цифроаналогово преобразователя - неприемлем.

На рис. 4 представлена принципиальная электрическая схема цифроаналогового преобразователя с многозвенной цепочкой резис- торов. В этой схеме использование цепочки резисторов R-2R, при- водит к тому, что вклад каждого разряда в выходной сигнал про- порционален его двоичному весу.

Поскольку эта цепочка резисторов является линейной цепью, то ее работу можно проанализировать методом суперпозиции, то есть вклад в выходное напряжение от каждого источника рассматривать независимо от других источников. Окончательно все вклады от каж- дого разряда суммируются для получения на выходе результата в виде напряжения Uвых [8].

Таким образом, выходное напряжение цифроаналогового преоб- разователя пропорционально сумме напряжений со своими весами, обусловленных лишь теми ключами, которые подключены к источнику
Uоп.

Для нашего 21-разрядного цифроаналогового преобразователя простое механическое копирование этой схемы невозможно, так как самые лучшие чипы операционных усилителей LM101A, LF156A или
LM118 не способны обеспечить требуемого разрешения - их предел
14-ть разрядов и 8...12 разрядов - для микросхем операционных усилителей советского производства (К153УД2, К140УД18 и других).
Можно было бы разработать двухплечевую схему с использованием на выходе одного из плеч делителя напряжения, но такой подход приведет к множеству проблем, связанных с обеспечением идентич- ности плеч и тому подобных. Поэтому мы решили удалить из схемы приведенной на рис. 4 операционный усилитель, заменив предшест- вующий ему резистор 2R, многозвенной цепи, катушкой устройства взвешивания.

Тогда для обеспечения изменения тока на выходе цифроана- логового преобразования достаточно больших номиналов тока, до
3,5 А, мы должны подобрать пары 2R/R с таким расчетом, чтобы ве- личина R составляла значение немного большее 1 Ома, при этом ре- зисторы 2R должны иметь коэффициент деления как можно ближе к двум, особенно в старших значащих разрядах. Кроме этого, резис- торы должны быть мощными МЛТ-1 или МЛТ-2, чтобы избежать их вы- горания при прохождении больших токов.

Подбор номиналов резисторов мы производили с использовани- ем цифрового измерителя L, C, R Е7-8 из нескольких тысяч резис- торов, номинала 1,4 и 2,7 Ом, во всех организациях города, в которых нам удалось их найти: АО ССГПО (6 подразделений), Руд- ненский индустриальный институт, Рудненский политехнический кол- ледж и других. Тип и номиналы этих резисторов определяли их ред- кое использование и поэтому по причине их отсутствия или дефицит- ности нам не отказали ни в одной из упомянутых организаций.

После продолжительной и утомительной работы нам удалось по- добрать многозвенную 21-разрядную цепочку сопротивлений, значения сопротивлений которых сведены в табл. 1.

Таблица 1

Подобранные номиналы резисторов многозвенной цепочки цифроаналогового преобразователя

Разряд Номиналы резисторов Коэффициент Средние зна-

NN цепи, Ом делимости чения, Ом

20 2,246 1,123 2,000

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат техника, контрольная работа 2, банк дипломов.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата