Функциональная схема цифрового датчика скорости и направления с индикацией. Кодовый диск фотоэлектрического ДИ, страница 2

 В, где =15 В – напряжение питания.

Тогда  Ом.

По стандартному ряду выбираем кОм (Вт) серии МЛТ мощностью 0,125 Вт [3].

Рассчитаем падение напряжения на сопротивлении R1 при фоновом токе фототранзистора, составляющем 0,1 фототока

В

Для нахождения сопротивлений R4 и R2, а также напряжения на положительном входе операционного усилителя, служащего для получения симметричной формы напряжения после ОУ, по формуле  решим систему уравнений, подставляя вместо  значения  и , а вместо  –  В (+5 В – напряжение логической единицы микросхем К155 серии):

;

Получим  и В.

Выбираем операционный усилитель типа КР574УД2А[1] [4] с параметрами в таблице 2.1.2.

Таблица 2.1.2

Ку.и	Iвх, мА	±Uпит,В	Iпот, мА	±Uвх.ср.max, В	±Uвых.max, В	Rвх, ГОм	Rвых, Ом	Pп.ном, мВт	f1(fср)
25тыс	1	15±10%	5	10	10	1	100	60	1МГц

Сопротивления R2 и R3 примем равными и на несколько порядков меньшими, чем входное сопротивление ОУ, из промежутка от 1кОм до 51 кОм. Примем

 кОм (Вт (Параметры R4 и  смотрите ниже)) серии МЛТ мощностью 0,125 Вт.

Тогда R4 найдем по формуле Ом.

Выбираем по стандартному ряду кОм серии МЛТ мощностью 0,125 Вт.

Проверим выходное напряжение, которое получено при выбранных сопротивлениях

 

Полученные напряжения допустимы.

По обратному напряжению В выбираем диод VD1 типа КД512А [5] с параметрами в таблице 2.1.3.

Таблица 2.1.3

Uобр.max, В	Iпр.max, мА	tВОС,обр., нс (при Iпр=10мА Uобр=10В)	Uпр, В (при Iпр=10мА)	Iобр, мкА (при Uобр.max)	fmax, МГц
15	20	1	1	5	40

Выбираем сопротивление кОм серии МЛТ ( Вт) мощностью 0,125 Вт, которое позволит получить логический нуль на микросхеме DD1.1 при отсутствии логической единицы с выхода операционного усилителя.

Для формирования выходных импульсов применим логический элемент со свойствами триггера Шмитта (DD1.1) на микросхеме К155ТЛ2[2] по [6] с параметрами:

Uп=5 В;

U⁰вых=0,4В;

U¹вых=2,4В;

I⁰пот=60мА;

I¹пот=36мА.

Передаточная характеристика микросхемы К155ТЛ2 представлена на рис. 2.1.2.

Рис. 2.1.2. Передаточная характеристика К155ТЛ2

Диаграммы работы смотрите в пункте 4.

Потенциометр RP1 выбираем из условия, что R3 на порядок больше RP1. Берем RP1 равный 5,1 кОм типа СП3-41.

2.2.   Расчет одновибратора.

Рис. 2.2.1. Схема одновибратора

Микросхему DD2.1 (логическое «И-НЕ») выбираем типа К155ЛА3[3] со следующими параметрами:

Uп=5 В;

U⁰вых=0,4В;

U¹вых=2,4В;

I⁰пот=12мА;

I¹пот=8мА.

Микросхему DD3.1 (логическое «И») выбираем типа К155ЛИ1[4] по [6]:

Uп=5 В;

U⁰вых=0,4В;

U¹вых=2,4В;

I⁰пот=33мА;

I¹пот=21мА.

Рис. 2.2.2. Расчетные схемы (а, б) одновибратора с RC-цепочкой и временные диаграммы его работы (в)

Резистор R11 выбирается из условия, чтобы при открытом вентиле DD2.1 в точке b схемы обеспечивалось напряжение В. Обычно Ом, а В. До появления положительного перепада на входе конденсатор C1 заряжен до уровня 3,6В. Сразу после появления положительного перепада на выходе в точке a потенциал фиксируется на уровне В и конденсатор C1 начинает разряжаться в эквивалентной схеме (рис. 2.2.2, а) от уровня 3,6 В до уровня  с постоянной времени мкс. Схема, изображенная на рис. 2.2.2, а, работает до тех пор, пока потенциал  не достигнет порогового уровня  В. Длительность  выходного импульса можно вычислить по общей формуле:

мкс.

По достижении потенциалом  уровня  эквивалентная схема разряда конденсатора C1 принимает вид, показанный на рис. 2.2.2, б. В этой схеме конденсатор C1 разряжается от уровня  до уровня

 В

с постоянной времени  мкс.

При появлении отрицательного перепада на входе схемы потенциал точки a скачком увеличивается до уровня