Разработка нормирующих усилителей, на выходе которых значение напряжения будет изменяться от 0 до 2 В

Страницы работы

Содержание работы

По заданным в таблице значениям диапазона источников ЭДС разработать нормирующие усилители , на выходе которых значение напряжения будет изменяться от 0 до 2 В, причем 0 В должно соответствовать максимальное напряжение, 2 В – минимальное. Нормирующие усилители выполнить на биполярных транзисторах. Усилительные каскады рассчитать по постоянному и переменному току. Напряжение Uc  усилителей на транзисторах взять согласно варианта.

Таблица 1.

№ вар.

e1

e2

e3

e4

e5

e6

Uc

9

Min

0,25

0,15

0,05

0,15

0,2

0,25

15

Max

0,35

0,35

0,15

0,25

0,45

0,35

Таблица 2.

Выходная переменная У

Входные переменные

Х1

Х2

Х3

Х4

Х5

Х6

1

0

1

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

Разработать усилители на ОУ, преобразующие уровни напряжений, получаемых на выходе нормирующих усилителей по следующему закону. Входному напряжению 0 В должно соответствовать выходное напряжение Uup = 2,5+0,05·N В, входному напряжению 2 В – выходное напряжение    Udown = – 1– 0,03·N В, где  N – номер варианта.

Разработать компараторы на ОУ, преобразующие уровни напряжений на выходе усилителей на ОУ в ТТЛ или КМОП; причем значениям напряжения от Udown  до Ux  должен соответствовать уровень логического 0 на выходе компаратора,  а значение от Ux  до  Uup   – уровень  логической 1. значения порога Ux  рассчитываются по формуле  Ux  = N · 0,05, где  N – номер варианта.

Считая выходные сигналы компараторов входными сигналами цифровой логической схемы составить карту Корно, провести минимизацию  и разработать логическую схему, формирующую логические функции, заданные в таблице 2. (для остальных наборов Х значение У=0)

Разработать структурную и электрическую принципиальную схемы устройства, привести временные диаграммы всех блоков устройства при произвольной форме орме напряжений источников ЭДС в заданном диапазоне их изменения. Разработать трансформаторный источник для питания устройства от сети 220В (по схеме трансформатор, выпрямители, фильтры, стабилизаторы).

                     2. Выбор принципа действия и элементарной базы     

Необходимо разработать управляющее устройство, преобразующее изменяющиеся сигналы, заданные диапазонами emin…emax , в сигналы, принимающих значения от 0 до 2 В. Для каждой ЭДС при  разных emin, emax необходимо нормировать. Так как сигнал на выходе аналоговый, то нормирующий усилитель должен быть аналоговым. Наиболее пригодным в этом случае оказывается усилитель на БТ с отрицательной обратной связью (ООС), позволяющее получить требуемые коэффициенты усиления. Согласующее устройство нормированный сигнал превращает в сигнал диапазона Udown...Uup. Дальнейшее преобразование сигнала происходит в компараторе – устройстве сравнения. Он превращает сигнал в импульсный. Логический ноль получается при подаче на вход Udown...Uх, а логическая единица при Uвх=Ux...Uup В. Учитывая, что цифровая часть устройства работает с напряжением до 15В, выходное напряжение компаратора должно быть не более 15 В. Поэтому выбираем операционный усилитель  на микросхеме К140УД1608, дающий на выходе  Uвых max=±15В.

Для цифровой части предположительно выбираем в качестве элементов И-НЕ микросхемы К155ЛА9 или К155ЛА7.

Структурная схема рассмотрена в параграфе 3.

3. Разработка структурной (функциональной) схемы

Устройство имеет 6 входов. Аналоговая часть собрана на усилительных каскадах с БТ и операционных усилителях, работающих в режиме линейных усилителей и компараторов. Число линейных усилителей, выполняющих функции нормирования сигнала, равно числу входов, то есть 6, столько же понадобится и компараторов. Необходимо также предусмотреть и согласующее устройство для связи аналоговой и цифровой части. Последнее представляет собой комбинационное устройство, вырабатывающее сигнал логической единицы при заданных комбинациях сигналов.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
125 Kb
Скачали:
0