Расчет выходного усилителя. Расчет и организация ОЗУ. Делитель частоты. Разработка функциональной схемы

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Новосибирский Государственный Технический университет

Кафедра автоматики              

Курсовая работа

по курсу «Устройства сопряжения с объектом».

Факультет  : АВТ                                                                     Преподаватель  : Жуков А.Б.

Группа        : АА-66

Студент      : Ливенец Д.

Вариант      : 9

Дата выполнения :

Отметка о защите:

Новосибирск

2009

Определим из формулы  погрешность дискретизации :

.

Зная  определим коэффициент линейной интерполяции:

Тогда период дискретизации будет равен:

Для расчета апертурной погрешности используется формула

Так как условие ΔU_а ≤ h  выполняется, то УВХ нам не потребуется.

f_г=1/ Т_д=917.4 кГц

 Расчет выходного усилителя

Необходимо, чтобы на выходе ВУ напряжение находилось в диапазоне от -5 до +5 В при диапазоне входного напряжения от 0 до -0,985 В.

Рис. 4.8. Схема выходного усилителя

U_см= -5 В

На  ОУ реализуется функция

где

Пусть кОм, тогда

 тогда

 Расчет и организация ОЗУ

Расчет емкости оперативного запоминающего устройства производится исходя из разрядности АЦП, количества выборок за период преобразуемого сигнала и числа периодов, подлежащих записи в ОЗУ (число периодов определяется номером варианта).

Период сигнала:

Количество выборок за время 9 периодов (№ варианта) входного сигнала:

Выбранное ОЗУ должна соответствовать следующим критериям:

·  объём памяти не менее 82´6 бит;

В качестве ОЗУ используем микросхему КР537РУ10. Организация ОЗУ 2К8. Время выборки = 220 нс. Для реализации необходимой емкости ОЗУ (360 шестиразрядных слов) используется 1 микросхема КР537РУ10.

2.8. Делитель частоты

Требуется обеспечить вывод информации из ОЗУ с частотой  при допустимом ее отклонении .

Число выборок за период составляет .

Частота выборок

Для обеспечения выходного сигнала с ЦАП с частотой 100 Гц необходимо подавать тактирующие импульсы на счетчик с частотой  . Для этого необходимо сделать делитель частоты с 1 МГц на 1 кГц, который выполнен на трех счетчиках К155ИЕ5. Модуль счета будет равным 1000.

На тактовый вход триггера импульсы должны поступать с частотой, меньше, чем частота генератора. Тогда на выходе триггера будет последовательность импульсов с частотой, в 1000 раз меньшей частоты генератора, которую и необходимо подавать на счетчик перебора адресов ОЗУ.

Разработка функциональной схемы

С датчика Д поступает синусоидальный сигнал определенной амплитуды с полезной и синфазной составляющей. Для согласования сигналов, поступающих с датчика, с последующими узлами устройства используется согласующий усилитель СУ, который приводит сигнал к рабочему диапазону напряжений АЦП.

УУ осуществляет согласованную работу АЦП, ОЗУ, ЦАП. УУ состоит из схемы автоматической установки нуля (САУН), кнопки пуска, R-S триггера запуска генератора тактовых импульсов (ГТИ), самого ГТИ, счетчика, перебирающего адреса ОЗУ, логики выявления момента окончания записи и чтения, тумблера «автоматический – ручной режим работы», кнопки «запись»,  а также других логических элементов, осуществляющих правильную работу данной схемы.

При подаче питания с САУН и нажатии на кнопку «Пуск» формируется короткий нулевой импульс, который подается на вход S триггера и на 1 мкс устанавливает прямой выход триггера в единичное состояние. Этот импульс запускает генератор. С выхода генератора импульсы поступают на счетчик, который считает адреса ячеек ОЗУ, и на делитель частоты, который обеспечивает вывод информации из ОЗУ с частотой 100 Гц.

С помощью операционного усилителя производится приведение сигнала, поступающего с датчика, к входному динамическому диапазону АЦП.

В автоматическом режиме работы в первую половину всего цикла работы УСО  оцифровывает и записывает в ОЗУ 9 периодов входного синусоидального сигнала на частоте работы ГТИ.  

При  считывании с частотой 100 Гц полученная из ОЗУ цифровая комбинация подступает на ЦАП, где преобразуется в выходную аналоговую величину. При помощи ВУ амплитуда выходного сигнала увеличивается до необходимых 5 В. Следовательно, на выходе получается синусоидальный сигнал, аналогичный входному по частоте, но с большей амплитудой.

В ручном режиме работы производится один цикл записи, а затем система переходит в режим считывания до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Запись».