Разработка и расчет устройств сопряжения с объектом, страница 3

, а .

Так как  то .  Следовательно,  Приводя к ряду Е24, получим:  

Для расчета сопротивления небаланса воспользуемся следующей формулой:   .  кОм. Приводя к ряду Е24, получим:

Рассчитаем коэффициент подавления наводки:

 дБ.

Исходя из всех вышеприведенных расчетов выберем в качестве согласующего усилителя операционный усилитель К140УД8А, обладающий следующими характеристиками:

Расчет генератора и делителей частоты

Для следящего АЦП первого порядка расчет частоты тактирования АЦП выполняется по следующей формуле: МГц. Выберем для обеспечения требуемого времени дискретизации частоту генератора .

Кварц ZQ выбираем с частотой 10МГц. Наблюдается симметрия, т.е. цепь заряда и разряда одна и таже. Следовательно, меандр получается идеальным.

Т=1мкС;

Т_и1 = Т_и2 = 0,5мкС.

Генератор является управляемым.

Когда с УУ приходит сигнал Упр-«1», генератор запускается, а когда Упр-«0», генератор останавливается.

Для обеспечения выходного сигнала с ЦАП с частотой 100 Гц необходимо подавать тактирующие импульсы на счетчик с частотой  кГц. Для этого необходимо сделать делитель частоты с 1 МГц на 100 кГц, который выполнен на счетчике К155ИЕ2 и триггере. Модуль счета будет равным 10.

Выбор реверсивного счетчика

Разрядность счетчика была определена ранее и равна 4 разрядам. Счетчик реверсивный, управляемый сигналами с выхода компаратора. При U_вх > U_ос счетчик устанавливается в режим прямого счета, поступающие на вход импульсы генератора последовательно увеличивают в нем число, растет напряжение U_ос, до уровня напряжения U_вх. При U_вх < U_ос счетчик переводится в режим обратного счета, при котором убывает число в счетчике и, следовательно, убывает напряжение U_oc, пока не будет достигнуто значение U_вх.

Выбор сумматора

Счетчик производит суммирование значения с выхода счетчика со значениями ячеек регистра. Так как разрядность АЦП равна 10, нам потребуются 3 сумматора.

Выбор регистра

Нам нужен 10-ти разрядный регистр, поэтому в работе их будет 2.

Выбор запоминающего устройства

Объем памяти ОЗУ зависит от числа разрядов, количества выборок за период преобразуемого сигнала и числа периодов, подлежащих записи в ОЗУ.

Рассчитаем количество выборок за период преобразуемого сигнала:

 Количество периодов, подлежащих записи в ОЗУ, соответствует номеру варианта и равно 5.

Общий объем ОЗУ равен 1700  10 разрядных слов.

 

Чтобы реализовать такой объем памяти выбираем две микросхемы 537РУ16 объемом .

Выбор ЦАП (DD27, DD28)

В реализуемой схеме используется два ЦАП.

1.ЦАП 1 (DD27) Входит в состав АЦП, для формирования аналогового сигнала, идущего по ОС на компаратор. Десятиразрядные коды с регистра поступают на ЦАП на первом этапе работы схемы (запись выборок в ОЗУ).

2. ЦАП 2 (DD28)  предназначен для формирования выходной аналоговой величины УСО по выборкам, приходящим с ОЗУ на втором  этапе работы схемы.

Таким образом, на первом этапе работы схемы функционирует ЦАП 1, а на втором –

ЦАП 2.

Выбираем многофункциональный ЦАП К1118ПА2 (работает с ТТЛ и ЭСЛ уровнями).

С- тактовый вход. На него подаём сигнал с генератора.

Заметим, что данный ЦАП подходит нам по быстродействию.

С выходов ЦАП получаем синусоиду  с амплитудой 0,5, расположенную в области      значений  U (0:-1)B.

Расчет опорного напряжения для ЦАП

Для обеспечения работы К1118ПА2 необходимо сформировать опорное напряжение  -1 В. Для формирования такого напряжения будем использовать ОУ КР140УД8 и стабилитрон Д818Е (I_ст=10 мА, ).