Преобразователь коэффициента заполнения в постоянное напряжение

НОВОСИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ  АВТОМАТИКИ  И  ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ  ТЕХНИКИ

Кафедра  Систем Сбора и Обработки Данных

Дисциплина  «Схемотехника»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

“Преобразователь коэффициента заполнения в постоянное напряжение “

Факультет:    АВТ                                                               Преподаватель:            Квеглис С.В.

Группа:          АИ-22                                                            Отметка о защите:

Cтудент:       

Вариант:        38

Новосибирск 2004

Задание:

                        Разработать преобразователь коэффициента заполнения дискретного сигнала в постоянное напряжение. Выходной сигнал – напряжение. Частота 1¸100кГц. Номинальное  выходное напряжение 1В. Предел приведенной относительной погрешности g не более 1% в диапазоне температур окружающей среды 0¸+70°С. Должно быть предусмотрена плавная регулировка входного порога переключения в диапазоне +2¸+5В.

Функциональная схема преобразователя:

Преобразователь состоит из следующих функциональных блоков:

-  Источник опорного напряжения;

-  Аналоговый мультиплексор;

-  Фильтр нижних частот.

Разработка принципиальной схемы и анализ погрешностей:

            Данная схема преобразует входной дискретный сигнал Uвх в сигнал со строго определенной амплитудой 5В.

            Для плавной регулировки порога срабатывания предусмотрены делитель P1,R1,R2 и компаратор DA2. Регулируя переменный резистор P1, на входе 2 компаратора можно установить напряжение от 2 до 5В. Если амплитуда входного сигнала превысит это пороговое напряжение, то на выходе компаратора установится “1”, которая переключит DA3 в положение 6. Если амплитуда входного сигнала меньше порога срабатывания, то компаратор сбрасывается в “0”, на выход 5 ключа коммутируется нулевой потенциал.

Источник опорного напряжения DA1 реализован на микросхеме VRE3050.

Погрешность данной схемы будет обусловлена конечной скоростью переключения DA3.

            Данная схема является фильтром нижних частот Баттерворта 4-го порядка. На R7,R8 собран делитель напряжения. Частота среза фильтра 1кГц. При пропускании через фильтр дискретного сигнала с амплитудой 5В на его выходе будет присутствовать постоянная составляющая . Коэффициент передачи делителя  1/5, таким образом, напряжение Uвых будет равняться коэффициенту заполнения.

            Погрешность от допуска R7:

Погрешность от допуска R8:

Погрешности от ТКС данных резисторов будут меньше тысячной доли процента, поэтому мы их учитывать не будем.

Погрешность преобразователя:

Принципиальная схема преобразователя:

Поз. обозн.	Тип, номинал	Примечание
	Микросхемы
DA1	VRE3050
DA2	MAX907
DA3	ADG719
DA4	TL072
	Чип-конденсаторы керамич.
C2	CC-0805-X7R-50В-0.1мкФ±10%
C3	CC-0805-X7R-50В-0.1мкФ±10%
C4	CC-0805-X7R-50V-82нФ±5%
C5	CC-0805-X7R-50V-10нФ±5%
C6	CC-0805-X7R-50V-15нФ±5%
C7	CC-0805-X7R-50V-10нФ±5%
	Конденсаторы электролитич.
C1	К50-35 – 25В – 1мкФ+80/–20%
	Переменные резисторы
P1	R-17N1-B-20кОм
	Прецизионные резисторы
R1	С2-29В ­– 0,25Вт–13кОм ±0,1% А
R2	С2-29В ­– 0,25Вт–330Ом ±0,1% А
R3	С2-29В ­– 0,25Вт–3.6кОм ±0,1% А
R4	С2-29В ­– 0,25Вт–8.58кОм ±0,1% А
R5	С2-29В ­– 0,25Вт–7.82кОм ±0,1% А
R6	С2-29В ­– 0,25Вт–21.5кОм ±0,1% А
R7	С2-29В ­– 0,25Вт–12кОм ±0,1% А
R8	С2-29В ­– 0,25Вт–3кОм ±0,1% А