Лабораторная работа №4
“Преобразователи напряжение-частота”
Цель работы: изучение схем преобразователей напряжение-частота и исследование их характеристик.
Краткие теоретические сведения
Преобразователи напряжение-частота широко применяются в измерительных преобразователях, задатчиках частоты для силовых преобразователей и в цифровых приборах.
Одна из схем преобразователя, приведенная на рис. 4.1, состоит из интегратора на DA1 и компаратора на DA2.
Принцип действия следующий: после очередного разряда конденсатора С1 на выходе интегратора начинает возрастать по абсолютной величине напряжение до уровня, при котором произойдет переключение компаратора. На выходе DA2 появится отрицательное напряжение. При этом происходит быстрый разряд конденсатора через VD и R3. Компаратор возвращается в исходное состояние и процесс повторяется. Увеличение входного сигнала ускоряет изменение напряжения интегратора, растет частота срабатывания компаратора и в итоге возрастает выходная частота. На рис. 4.2 приведены схема и временные диаграммы напряжений преобразователя с опорным генератором. Как и в предыдущей схеме, здесь используется интегратор для формирования периода выходных импульсов. Когда напряжение на нем достигает порогового уровня “I” логического элемента DD1, последний разрешает прохождение импульсов с частотой fоп на делитель частоты DD2. При появлении “I” на выходе DD2 на вход интегратора подается опорное напряжение Uоп противоположного знака и более высокого уровня по сравнению с Uвх. На выходе интегратора напряжение быстро уменьшается. “I” на входе DD1 поддерживается с помощью ключа S2. После перехода делителя частоты с “I” в “0” S1 замыкается, S2 размыкается и переходит в режим интегрирования входного сигнала. Высокие показатели преобразователя с опорным генератором (линейность и точность) обеспечиваются строго определенной длительностью временного интервала tо спада напряжения интегратора (при подаче Uоп) при выполнении условия tи >> tо
Рис 4.1. Схема преобразователя напряжение-частота.
Рис. 4.2. Блок-схема (а) и временные диаграммы (б) преобразователя напряжение-частота с опорным генератором.
1. Для указанных на схемах (рис. 4.1, 4.3.) и в табл. 4.1 данных рассчитал скорость изменения выходного напряжения интеграторов.
Рис 4.1. Схема преобразователя напряжение-частота.
С1=0,068 мкФ, С2=0,015 мкФ
Табл. 4.1. Передаточная характеристика преобразователя напряжение-частота .
|
Uвх, В |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
f(при С1), кГц |
0 |
0,084 |
0,165 |
0,246 |
0,325 |
0,398 |
0,472 |
0,541 |
0,612 |
0,676 |
|
f(при С1+С2), кГц |
0 |
0,071 |
0,139 |
0,207 |
0,272 |
0,333 |
0,396 |
0,454 |
0,512 |
0,566 |
|
Uвх, В |
10 |
11 |
11,3 |
|
f(при С1), кГц |
0,739 |
0,801 |
0,822 |
|
f(при С1+С2), кГц |
0,624 |
0,672 |
0,688 |
Рис. 4.3. Электрическая схема преобразователя напряжение-частота с опорным генератором.
С1=0,015 мкФ, С2=0,1 мкФ
Табл. 4.2. Передаточная характеристика преобразователя напряжение-частота с опорным генератором
|
Uвх, В |
0 |
-1 |
-2 |
-3 |
-4 |
-4,64 |
|
f(при С1), кГц |
0 |
0,519 |
1,059 |
1,603 |
2,153 |
2,493 |
|
f(при С1+С2), кГц |
0 |
0,52 |
1,058 |
1,603 |
2,154 |
2,493 |
2. Снял и построил осциллограммы напряжений интеграторов логических элементов, ключей и выходного сигнала.
3. Снял и построил передаточные характеристики преобразователей fвых=F(Uвх).
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО
Факультет автоматизированных и информационных систем
Кафедра “Автоматизированный электропривод”
Лабораторная работа № 4
по дисциплине: “Элементы автоматизированного электропривода ”
на тему: “Преобразователи напряжение-частота”
Исполнитель: студент гр. ЭП-41
Руководитель: преподаватель
Гомель 2007
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.