Расчет принципиальной схемы источника питания датчика, страница 6

« напряжение – частота » и « частота – напряжение » , уровни импульсного выходного сигнала данной ИМС – стандартные уровни ТТЛ . В данной рабо-те нас интересует включение данной ИМС в качества преобразователя           « напряжение – частота » . Уровень входного напряжения – 0..10 В , значение генерируемой частоты выходных импульсов устанавливается с помощью внешних элементов и может изменяться от долей Герца до 500 кГц . Параметры ИМС КР1108ПП1:

Нелинейность АЦП в диапазоне 10 кГц , не более – 0,01% ;

Напряжение питания , В - ;

Ток потребления, мА , не более – 6 ;

Назначение выводов микросхемы :

1-  инвертирующий вход интегратора ;

4 - напряжение отрицательного источника питания ;

5 - емкость одновибратора Сt ;

6 - вход блокирования ;

7 - частотный выход ;

9 - вход компаратора неинвертирующий ;

10 - вход компаратора инвертирующий ;

11 - общий вывод ;

12 - напряжение положительного источника питания ;

13 - выход интегратора ;

14 - неинвертирующий вход интегратора ;

Рис.14. Внешний вид ИМС КР1108ПП1 и схема включения в режиме преобразователя «напряжение-частота» .

Рассмотрим вопрос о выборе значений внешних элементов , регули-рующих выходную частоту . Максимальная выходная частота , максимальное входное напряжение  и значения внешних элементов связаны между собой формулой :  . Значения I1 , I2 и Ue1 – внутренние параметры ИМС и равны соответственно : I1=1 мА , I2=1 мА , Uе1=8 В . Известен нам также параметр Uвх=10 В . Рассчитаем максимальное значение выход-ной частоты при максимальном входном напряжении исходя из условия , что за два месяца при максимальном входном сигнале 10 В счетчик должен изменить показания от «000000» до «999999» , т.е. совершить 1000000 отсчетов . Тогда f=n/t , где n – кол-во отсчетов , t – время , в течении которого производились отсчеты ( за два месяца это составит 5184000 се-кунд ) , подставив значения , получаем f=0.193 Гц . Мы можем подобрать номиналы внешних элементов под данную частоту , но в этом случае возникает следующая проблема : 0.193 Гц – максимальная выходная частота при максимальном расходе теплоносителя , реально же при меньшем расходе теплоносителя частота может быть меньше на 1-2 порядка , чем рассчитанная максимальная.

Поэтому рассчитаем номиналы на более высокую выходную частоту , а выходную последовательность импульсов подадим на вход делителя частоты на основе двух ИМС КР1533ИЕ19 ( сдвоенные 4-х разрядные двоичные счетчики ) . Коэффициент деления входной частоты для последовательного включения четырех счетчиков равен  2¹⁶ , т.е. 65536 , тогда максимальная частота ПНЧ составит 12642 Гц . Произведение   в этом случае составит 10^-4 . При выборе параметров внешних элементов необходимо также ориентироваться на особенности внутренней структуры ИМС КР1108ПП1 , что отражено в рекомендуемых значениях внешних элементов для ряда частот . Так , для частоты 10 кГц  ( наиболе близкой к рассчитанной ) рекомендуемые значения таковы : С_t= =3300 пФ ; С_инт=10 нФ ; R_инт=40 кОм . Пересчитаем данные номиналы для значения f=12642 Гц . Примем С_t=2400 пФ , тогда R_инт=41,25 кОм . Резистор R_инт реализуем в виде последователь-ного соединения резистора номиналом 40 кОм и подстроечного резистора , при помощи которого производится настройка схемы таким образом , что при подаче на вход ИМС напряжения 10В частота выходных импульсов составит 12642 Гц . Значение С_инт оставим без изменений , т.к. оно не оказывает непосредственного влияния на выходную частоту.

Делитель выходной частоты ПНЧ .

В качестве делителя выходной частоты ПНЧ применим последова-тельное соединение двух сдвоенных 4-х разрядных двоичных счетчиков на основе ИМС КР1533ИЕ19 , уровни входных и выходных сигналов данной ИМС – стандартные уровни ТТЛ . Данная ИМС представляет собой два идентичных двоичных четырехразрядных счетчика с индивидуальными входами тактирования и сброса , необходимый коэффициент деления входной частоты получаем путем подачи импульсов с выхода Q3 предыдущего счетчика на счетный вход А следующего счетчика . Соединяя подобным образом четыре счетчика , имеем коэффициент деления входной частоты в 16⁴=65536 раз . С выхода Q3 последнего счетчика импульсы подаются на схему подсчета количества импульсов , где происходит их накопление и с выходов которой осуществляется подача двоично-десятичного кода на схему индикации . При необходимости обнуления счетчиков на вход сброса R подается сигнал высокого уровня .