Составление цифровых и аналоговых схем датчика угла поворота, страница 2

Данный преобразователь выполняет функцию перевода информации из двоичного кода в двоично-десятичный. По [8] выбираем преобразователь на основе микросхемы К155 ПР7. Принцип соединения преобразователей выбираем по [9].

Рис.8 Цифровой преобразователь кода.

2.8 Расчёт  блока определения знака.

По [1] выбираем компаратор DA4 на основе ОУ серии К544 УД2А. Параметры его заносим в таблицу 5

Таблица 6.

Серия ОУ	Uвых.макс(+),В	Uвых.макс(-),В	Iпот,мА	Iкз,мА	Iвх,нА
К544 УД2А	10	-10	7	45	0.1

Для расчёта цепи оптоэлектронного переключателя, выбираем  логический элемент НЕ серии К155 ЛН1 [5]. Основные электрические параметры которого заносим в таблицу 6.

Таблица 7.

Серия ЛЭ	Uвых0В	Uвых1,В	Uном,В	Iвх0,мА	Iвх1,мА	Iвых0,мА	Iвых1,мА
К155 ЛН1	0.4	2.4	0.4	-1.6	0.04	16	0.3

Максимальное напряжение питания U_макс=6 В

Максимальное напряжение на входе U_{вх.макс}=5.5 В

Рис.9 Блок определения знака.

Выбираем R11=10 кОм.

R12 рассчитывается исходя из того, что входной ток оптрона I_o=20 мА, падение напряжения на оптроне U_опт=1.5 В, напряжение насыщения компаратора U_нас=13 В, тогда, принимаем R12=1.2кОм.

Выбираем светодиод  АЛ 316 А [4], параметры которого:

I_c=10 мА, U_св=2 В, U_обр=20 В.

, принимаем R13=300 Ом.

Выбираем диод VD3 по прямому току и обратному напряжению с коэффициентом запаса, равным 2.

U_обр=2∙18=32 В, I_пр=2∙10∙10^-3=20 мА.

Выбираем диод Д104 [2] с параметрами: U_{обр.макс}=100 В, I_пр=30 мА.

2.9 Расчёт  цифрового индикатора.

Для визуального наблюдения каких-либо величин применяют различные виды индикаторов. Вид рабочей части семисегментного индикатор и порядок преобразования кодов приведены в табл 8 и рис :

Рис.11 Индикатор

Таблица 8

Слово на индикаторе	Код на входе преобразователя (D3D2D1D0)	Состояние индикатора (АBCDEFG)
1	0001	0110000
2	0010	1101101
3	0011	1111001
4	0100	0110011
5	0101	1011011
6	0110	1011111
7	0111	1110000
8	1000	1111111
9	1001	1111011
0	0000	1111110
-	1110	0000001
Ничего не высвечивается	1111	0000000

В качестве индикатора выбираем семисегментный вакуумный индикатор ИВ-3, схема включения которого приведена ниже.

Технические характеристики:

Uип = 20 – 27 В

Число сегментов – 7

Индикатор работает в паре с дешифратором. В качестве дешифратора выбираем микросхему К561ИД1

Таблица 9

Серия	Uвых0В	Uвых1,В	Uп,В	Iвх0,мкА	Iвх1,мкА	Iвых0,мА	Iвых1,мА
К561ИД1	0.8	4.2	5	1	1	0,9	0.3

Схема включения индикатора.

Серия ЛЭ	Uвых0В	Uвых1,В	Uном,В	Iвх0,мА	Iвх1,мА	Iвых0,мА	Iвых1,мА
К155 ЛН1	0.4	2.4	0.4	-1.6	0.04	16	0.3

Максимальное напряжение питания U_макс=6 В

Максимальное напряжение на входе U_{вх.макс}=5.5 В

Для  ограничения токов к. з. на выходе ЛЭ ставим сопротивления, номинал которых рассчитывается из того, что ток оптрона I_o=10 мА, падение напряжения на оптроне U_опт=1.5 В, напряжение питания U_п=5 В:

, примем R10=360 Ом

Примем  R14=R15=100 кОм.

Для получения опорного напряжения +10 В ставим делитель напряжения:

Рис.14 Делитель напряжения для получения U_REF.

Выбираем стабилитрон КС211Ц   с параметрами:

U_с.ном=11В    I_с=0.5 мА

Подстраиваемый резистор СП5-2    RP1=10 кОм

R21=3 кОм;

Произведём проектирование и расчёт блоков питания на +5 В и ±15 В. Для осуществления гальванической развязки необходимо предусмотреть 2 блока питания – для питания элементов схемы находящихся до оптопар и после них.

Расчёт блока  питания (l).

Произведём выбор трансформатора, исходя из расчёта мощности всех микросхем с напряжением питания +5 В и ±15 В.

P_d⁽⁺⁵⁾=14∙Р_DD155+Р_{АЦП +5}+Р_VT1,

Где  Р_АЦП+5     –  Мощность АЦП

                   Р_DD155     –  Мощность цифровых микросхем серии К155

Р_АЦП=U_cc1∙I_cc1=5∙3∙10^-3=0.015 Вт

Р_DD155=0.01 Вт

P_d⁽⁺⁵⁾=14∙0.01+0.015 =0.155 Вт

I_d=P_d/U_п=0.155/5=0.031 А

P_d⁽⁺¹⁵⁾=Р_DA157+Р_{АЦП +15}+2∙Р_DA544+Р_DA574+P_REF,

Где  Р_АЦП+15    –  Мощность АЦП

                   Р_DA157      –  Мощность аналоговых микросхем серии K157

                   Р_DA544      –  Мощность аналоговых микросхем серии K544

                   Р_DA574      –  Мощность аналоговых микросхем серии K574