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

Разработка цифрового вольтметра (измеряемое напряжение - постоянное; пределы измерения напряжения 0÷100 В), страница 4

За основу генератора линейно изменяющегося напряжения (рис.3.2) взят генератор треугольных импульсов (ГТИ), описанный в [5]. ГТИ выполнен на ОУ типа К153УД2 (микросхема DA1 на рис. 1). Отличие в работе генераторов заключается в том что в ГЛИН происходит не плавная перезарядка конденсатора С1 противоположной полярностью напряжения, а резким разрядом конденсатора. Разряд конденсатора происходит через транзистор VT1, на базу которого подаются управляющие импульсы.

Положительная обратная связь ПОС, обеспечивающая режим генерации, создаётся резистором R2, включённым между выходом ОУ и неинвертирующим входом. Коэффициент ПОС определяется сопротивлением делителя R2, R3:

B=R3/(R3+R2).

Этим же соотношением сопротивлений делителя определяется амплитуда выходного сигнала ГТИ. Принцип работы ГТИ описан в [5].

Время, за которое напряжение на выходе ОУ изменяется от минимального значения до максимального, задаётся ёмкостью конденсатора C2 и постоянной времени цепи R1, C1. Частота генерируемых импульсов определяется по формуле:

F=R1 C1/C2.

Отсюда период импульсов равен:

Т=1/F.

За время tизм выходное напряжение генератора возрастает по положительному фронту, тогда:

tизм=Т/4=1/(4F)=C2/(4 R1 C1).

Пусть С1=100пФ,С2=47нФÞR1=С2/(4tизмС1)≈392Ом.Сопротивление резистора R3=1.3кОм [5].

Для точной настройки генератора выбираем резисторы R4 и R9 подстроечными. Для разряда конденсатора используется транзистор структуры n-p-n КТ315Г, его основные характеристики приведены ниже:

h21э UКЭнас,В UБЭнас,В UКБmax,В UБЭmax,В UКЭmax,В IКmax,мА

50..350 ≤0.4 ≤1.1 35 6 35 100

DA1

+Uп

-Uп

C1 R3 Выход

VT1 R4 От генератора управляющих импульсов

Рис. 3.2.

3.3. Устройство сравнения.

Устройство сравнения (рис. 3.3) выполнено на двух компараторах К554СА3А и предназначено для преобразования напряжения во временной интервал. Принцип работы устройства заключается в следующем. На инвертирующий вход компаратора подаётся напряжение с ГЛИНа, на неинвертирующий вход подаётся измеряемое напряжение. В момент времени, когда напряжение на инвертирующем входе превысит на неинвертирующем, на выходе компаратора появляется напряжение уровня логической единицы.

Два идентичных сравнивающих устройства используются для того, чтобы исключить начальный нелинейный участок напряжения ГЛИНа и обеспечить температурную компенсацию нестабильности момента сравнения (т.к. при изменении температуры ошибки двух одинаковых сравнивающих устройств примерно равны).