Расчет принципиальной схемы тепловычислителя, страница 3

Компаратор DA10 – К554СА3.

R22 – МЛТ 1 кОм ± 5% 0,125 Вт

DA11, DA12 – К140УД6

R23 = R24 – МЛТ 22 кОм ± 2% 0,125 Вт

Ключи нормирующего устройства собраны на микросхеме 540КН4:

Uном = ± 15 В

Rотк = 75 Ом

tвкл = 150 мкс

U1упр = 4…15 В

U0упр = 0…0,8 В

Iпот = 3,5 мА

Резисторы R25 и R26 сглаживающего фильтра равны, т.к. при максимальном сигнале Uинф и UΔt = Uт.

R25, R26 – МЛТ 100 кОм ± 2% 0,125 Вт

Для расчёта сглаживающего фильтра зададимся коэффициентом пульсации  Кп = 0.1%, амплитуда пульсации равна  , тогда:

  с

 мкФ

С2 – К73-11 2,2 мкФ ± 5%      Uном = 63 В

3.5.  Расчёт преобразователя "напряжение-частота"

Для преобразования напряжения в частоту используется микросхема КР1108ПП1.

Uпит = ± 15 В

Iпот = 5,5 мА

Uмакс = 10 В

Частота, которую выдаёт преобразователь определяется по следующей формуле:

, где I1 и I2 – внутренние источники тока равные 1 мА; Ue = 7,5…8,5 В.

Примем Ue = 8 В, тогда:

 

Отсюда:     с

Рис.3.5. Схема ПНЧ и делителя частоты.

Приняв Rинт = R27 = 10 кОм (С2-29 В 10 кОм ± 0,1% 0,125 Вт), получим

Сτ = С4 = 0,33 мкФ

С3 определяет скважность сигнала:

A

Выберем следующие конденсаторы:

С4 – К10-17 0,33 мкФ ± 5%    Uном = 25 В

С3 – К10-17 0,13 мкФ ± 5%    Uном = 25 В

Для сопряжении микросхемы с микросхемами КМОП серии к выходному каскаду ПП1 подключаются резистор 100 кОм к источнику +15 В.

Для деления частоты с выхода ПНЧ использован счётчик 564ИЕ15, в нём входы о1ююо16 задают произвольное число, К1..К3 – модуль счёта, L – вход "0" при использовании многократного счёта, С – тактовый вход. Для получения требуемой частоты f1, нужно а разделить на 5895. Коэффициент деления определяется по формуле:

N = M · (1000 ·P1 + 100 · P2 + 10 · P3 + P4) + P5 ,

Где P1 – j2, j3, j4; P4 – j5, j6, j7, j8; P3 – j9, j10, j11, j12; P2 – j13, j4, j15, j16; P5 – j1 Значения ji принимают значения "0" или "1":

N = 5895 = (2 · (2 · 103 + 9 · 102 + 4 · 10 + 7) + 1,

Отсюда: P1 = 0010; P4 = 0111; P3 = 0100; P2 = 1001

Все входы с лог. "1" подключаются через резистор R29 равный 100 кОм к источнику питания, входы с лог. "0" соответственно к "земле". Если на входы К1, К2, К3 подана "1", то модуль счёта равен 2.

R28 = R29 – МЛТ 100 кОм ± 5% 0,125 Вт

Для сопряжения КМОП уровней с ТТЛ поставлен преобразователь уровней 564ПУ8 (DD3).

3.6.  Блок индикации

Блок индикации служит для отображения количества потребляемой энергии. Отображение происходит следующим образом: на двоично-десятичный счётчик DD4 поступает сигнал, частотой f1, включение счётчика (Рис. 3.6) обусловлено тем, что в начальный момент времени счётчик должен считать с нуля (это задаётся входами DI и PL). Счётчик считает таким образом от 0 до 9  и после переполнения сбрасывается и вырабатывает сигнал CRP = 1, который подаётся на вход второго счётчика и т.д.

Счётчики DD4-DD9 – К555ИД9

R30-R35 – МЛТ 1кОм ± 5% 0,125 Вт.

Рис. 3.6. Блок индикации

Кол со счётчиков поступает на входы дешифраторов семисегментного кода DD10 – DD15 564ИД4. Эти дешифраторы предназначены для формирования напряжения, управляющего сегментами жидкокристаллических индикаторов    HG1-HG6 ИЖКЦ1-1/18. Параметры ЖКИ:

tрелакс = 800 мс

Uупр ≥ 5 В

Iпот = 8 мкА

fупр ≥ 50 Гц

Частота fт, снимаемая с инверсного входа RS-триггера и равная 1 кГц, делится счётчиком СТ2 (DD16) на 8 и подаётся на входы дешифраторов. Это необходимо для правильной работы дешифратора и увеличения срока службы ЖКИ.

DD16 – К555ИЕ5

3.7.  Расчёт преобразователя "напряжение-ток"

Рис. 3.7. Преобразователь "напряжение-ток"

Для расчёта преобразователя "напряжение-ток", представленного на рис. 3.7, примем сопротивление нагрузки равным 500 Ом, тогда R38 выбирается из условия 0,1 · Rн.

Примем R38 равным 51 Ом (МЛТ 51 Ом ± 2% 0,125 Вт)