Рисунок 3.2 – Устройство индикации перенапряжения и полярности.
3.3 Устройство защиты от перенапряжения
Устройство защиты от перенапряжения предназначено для защиты электронных элементов схемы цифрового вольтметра от попадания на их входы измеряемого напряжения, превышающего предельно допустимые значения. Схема устройства приведена на рисунке 3.3. Оно состоит из двух цепей с последовательно включёнными диодами КД522. Цепочки с диодами по отношению друг к другу включены встречно. Прямое падение напряжения на диоде составляет 1В. Поэтому при превышении входным напряжением уровня 2В диоды открываются и шунтируют входную цепь. Резистор R13 ограничивает ток через диоды. При очень сильном перенапряжении рассеиваемая резистором мощность превышает предельно допустимую, и резистор сгорает, тем самым, отключая схему от измеряемого напряжения. Исходя из вышесказанного, R13 выбираем МЛТ-0.125 - 100 ± 20%. Так как диоды включены встречно, то устройство защиты работает при любой полярности входного напряжения.
Рисунок 3.3 – Устройство защиты от перенапряжения.
3.4 ИНТЕГРАТОР И УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ
Интегратор предназначен для получения линейно-убывающего напряжения на выходе при положительном напряжении на входе и линейно-возрастающего - при отрицательном. Постоянная времени интегратора должна быть примерно равна R14C1 ≈ Ти ≈ 0..08 с [7]. Принимая С1 = 0.1 мкф получаем R14 = 820 кОм. Так как значение постоянной времени не влияет на точность работы интегратора, то номиналы R14 и С1 выбираем с большими допусками: R14 - МЛТ - 0.125 - 820 ком ±10%, С1 - К73-11-250В-0.1мкф±20%. R15 выбираем исходя из условия обеспечения напряжения смещения операционного усилителя; МЛТ-0.125-10ком±10%. В схеме интегратора использована микросхема К140УД7 [4]. Устройство сравнения реализовано на интегральном компараторе К554САЗ. Схема интегратора приведена на рисунке 3.4.1.
Чтобы защитить чувствительные входы операционного усилителя включим между ними диоды VD7 и VD8 типа КД521А.
Резистор R16 необходим для балансировки операционного усилителя по напряжению.
Рисунок 3.4.1 – Интегратор.
В качестве устройства сравнения используем универсальный компаратор К554САЗ. Он может работать от любых источников питания. Компаратор имеет два выхода: открытый коллектор (вывод 9) и эмиттерный (вывод 2). Выходной сигнал остается в состоянии высокого логического уровня, если напряжение на не инвертирующем входе больше напряжения на инвертирующем входе, и переходит в состояние низкого логического уровня, если напряжение на инвертирующем входе больше напряжения на не инвертирующем входе.
В данном курсовом проекте компаратор К554САЗ будет включаться в режиме баланса, предназначенном для сравнения напряжений, подаваемых на входы 4 и 3. Резисторы R17 и R18 предназначены для балансировки компаратора. Схема устройства сравнения приведена на рисунке 3.4.2.
Рисунок 3.4.2 – Устройство сравнения.
3.5 Электронный переключатель
Электронный переключатель, используемый в схеме вольтметра в качестве коммутатора для входного и опорного напряжения, реализован на базе микросхемы К590КН9. Микросхема представляет собой два аналоговых ключа и способна коммутировать сигналы любой полярности. Для коммутации используем выводы 5, 4 - входы, 3, 6 - выход. Управляющие сигналы подаём на выводы 10 и 15. Характеристики на К590КН9 приведены в [4]. Схема электронного переключателя приведена на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Электронный переключатель.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.