Разработка устройства регистрации сигналов с датчиков

| Категория реферата: Рефераты по технологии
| Теги реферата: биология 8 класс гдз, сочинение 3
| Добавил(а) на сайт: Nikanorov.

Масштабный усилитель служит для согласования амплитуды сигнала с выхода УЗ с входным диапазоном АЦП. Построим его на операционном усилителе
К140УД17А в следующем включении (РИС 4).
Т.к. мы подаем на АЦП опорные потенциалы –2,5В и 2,5В , для удобства выберем следующие диапазоны:
1) -0,5 В до +0,5 В (максимальная погрешность)
2) -0,75 В до +0,75 В
3) -1 В до +1 В
4) -1,25 В до +1,25 В
5) -1,5 В до +1,5 В
6) -1,75 В до +1,75 В
7) -2 В до +2 В
8) -2,5 В до +2,5 В (минимальная погрешность)

Коэффициент усиления задаётся резисторами R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 и
R9:
[pic]
Т.о.: Кп1=1,25; Кп2=1,875; Кп3=2,5; Кп4=3,125; Кп5=4,375; Кп6=5; Кп7=5,625;
Кп8=6,25
Т.е.: R9/R1=0,25; R9/R2=0,875; R9/R3=1,5; R9/R4=2,125; R9/R5=3,375;
R9/R6=4; R9/R7=4,625; R9/R8=5,25;
Учитывая, что R3>Rнагр.ОУ = 2КОм, возьмем R9=10КОм, то
R1=40 КОм; R2=11,5 КОм; R3=6,7 КОм; R4=4,7 КОм; R5=3 КОм; R6=2,5 КОм;
R7=2,2 КОм; R8=1,9 КОм.

4.2.3. Интегрирующий усилитель

Интегрирование аналоговых сигналов осуществляется ОУ с емкостной ОС. В этом случае выходное напряжение описывается выражением:
[pic], где U0=UВЫХ(t=0)–исходное выходное напряжение интегратора.

Основные составляющие ошибок интегрирования обусловлены напряжением смещения нуля UСМ и входными токами ОУ. При UВХ=0 входные токи протекают через конденсатор C2, заряжая его. Это приводит к появлению линейно изменяющейся составляющей выходного напряжения. Кроме того, UСМ добавляется к напряжению на конденсаторе, и, поскольку это напряжение равно UВЫХ, такая прибавка вносит в результат ошибку, равную UСДВ.

Ошибку, вносимую входным током ОУ, можно уменьшить, если использовать
ОУ с полевыми транзисторами на входе и зашунтировать конденсатор в обратной связи резистором R2.

Частота среза интегратора [pic]. Нижняя граница интегрирования составляет [pic]. Таким образом, полоса частот, в которой возможно интегрирование, [pic].

Найдем R1, R2, C2. Выберем C2=0.01 мкФ (К10-47А-МП0-0.01мкФ(5%), тогда
[pic](для уменьшения погрешности возьмем fН=1Гц). Будем использовать резистор С2-29В-0.25-16МОм(0.5%. На частоте 6кГц [pic] Будем использовать резистор С2-29В-0.25-2.7кОм(0.5%. Чтобы убрать постоянную составляющую, введем разделительный конденсатор C1. Т.к. входное сопротивление равно R1, то [pic], откуда [pic]. Для 1Гц C1=50мкФ. Будем использовать К50-16-16В-
100мкФ.

5. Интерфейс передачи данных.

На выбор способа передачи влияют в основном два фактора. Это необходимая дальность и скорость передачи. Дальность определена в задании –
20м. Тогда как скорость передачи выбирается нами по собственному усмотрению. Так как 20м – это расстояние на 5м превышающее предельно допустимую дистанцию соединения ПЭВМ напрямую через COM порты, необходимо выбрать другой способ передачи нежели стандартный. Наиболее простой и то же время легко реализуемый – это интерфейс радиальный последовательный (ИРПС)
, который осуществляет к тому же гальваническую развязку компьютера от объекта управления (см РИС 6.).
[pic]

РИС 6.

Реализацию интерфейса облегчает наличие серийно выпускаемых микросхем гальванической развязки. Это микросхемы АОТ 127 и 249ЛП1. Рассчитаем параметры “навесных” элементов:
Ток передачи рассчитывается как:
,

где U=5B
Ck = L*100пФ/м - емкость кабеля (L - длина линии связи). При расстоянии
20м: Ck=20м*100пФ/м=2нФ.
Длительность фронта t=T/10, где T длительность импульса.
При скорости передачи в 19200 бит/сек: T=1/19200=52мкс, тогда t=52мкс/10=5.2мкс. Рассчитаем Iтп:

Наиболее близким стандартным значением тока в интерфейсе ИРПС является Iтп=20мА.
[pic]
Выберем R1=200 Ом
Далее, для того чтобы транзистор не вошел в насыщение R3 должен быть
R3