Другие предметы \ Электронные устройства в железнодорожном транспорте, телемеханике и связи

Разработка цифрового вольтметра (измеряемое напряжение - постоянное; пределы измерения напряжения 0÷100 В), страница 2

На рисунке 2.1 приведены графики, поясняющие работу вольтметра.

Измеряемое напряжение Ux подводится к схеме

сравнения УС1 и сравнивается с линейно-изменя- Uупр

ющемся напряжением. В результате сравнения ли-

нейно-изменяющегося напряжения с нулевым уро-

внем в схеме сравнения УС2 и с постоянным изме-

ряемым напряжением Ux в схеме сравнения УС1

возникают импульсы в точках времени t1 и t2 , по- t1 tизм t

ступающие на триггер. На выходе триггера форми-

руется прямоугольный импульс длительностью tх,

пропорциональной измеряемому напряжению Ux.

Импульс с триггера поступает на стробирующий Ux

вход временного селектора. Селектор открывается

и десятичный счётчик подсчитывает импульсы, по- t1 t

ступающие с генератора счётных импульсов на его

вход за интервал времени tх. Результат измерения Uус2

отображается цифровым индикатором.

Длительность импульса на выходе триггера про-

порциональна входному напряжению Ux :

Ux= ktх, t

где k = dUглин /dt ¾ скорость изменения (крутизна) t1

линейно-изменяющегося напряжения. Uус1

Временной интервал tx заполняется счётными им-

пульсами, поэтому tх = Nxt , (1)

где Nx ¾ количество счётных импульсов, поступаю-

щих на счётчик за время tх , от генератора счётных tx t2 t

импульсов; t ¾ период счётных импульсов,

t = 1/F0 , F0 ¾ частота генератора счётных импульсов. Uтр

Измеряемое напряжение с учётом формулы (1) при-

мет вид Ux= ktNx = к Nx / F0.

Величины к и F0 выбирают таким образом, чтобы

показание счётчика Nx дало непосредственный от- t

счёт результата измерений в вольтах. В связи с этим

принимается k / F0 = 10^--^b, где b ¾ целое число. Uгси

Напряжение Ux согласно этой формуле определится

Ux= Nx 10 , т.е. прибор непосредственно показывает

значение измеряемого напряжения, при этом величина

b определяет положение запятой в числе Nx .

t1 t

Пусть dUглин =12 В, dt=0.3 с Þ k =12/0.3=40=10/ tхm ,

где 10 ¾ максимальное напряжение сравнения; Uсч Nx

tхm ¾ время, за которое будет измерено это напря-

жение.

10/ tхm = 40 Þ tхm = 10/40 = 0.25 с.

Принимаем Nx =1000, т.е. напряжение на входе дели- t

теля равно 100.0 В. По формуле (1)

tхm = Nx / F0 Þ F0 = Nx / tхm = 1000/0.25 = 4000 (Гц). Рис. 2.1

Выбираем частоту генератора счётных импульсов равной 400кГц.

2.2. Расчёт входного делителя.

Примем сопротивление делителя равным 4 МОм. С делителя необходимо получить напряжение 10 В, соответствующее максимальному измеряемому напряжению 100 В.

R1 R0

Из равенств R1×I= Uдел =90 В, I