Разработка и расчёт принципиальной схемы источника питания индуктора. Разработка и расчёт компаратора, страница 4

 

Рис. 3.2.2 Диаграммы напряжений усилителя с периодической  коррекцией

 

R32

Uвх

 

                                Рис.3.2.3 Усилитель с периодической коррекцией

3.2.3 Разработка и расчёт функционального преобразователя

В функциональном преобразователе проиходит деление сигнала снимаемого с выхода УПК на напряжение приходящее с микросборки DA12, данное напряжение пропорциональное току в индукторе. В результате этой операции получается сигнал, независящий от изменения магнитной индукции в датчике.

В качестве делителя мы выбрали аналоговый перемножитель 525ПС2. Режим деления на данной микросхеме может быть осуществлён коммутацией внешних выводов рис.3.2.4.

В этой схеме включения Uz может быть любой полярности, в то время как Ux может принимать лишь отрицательные значения.

Напряжение на выходе равно отношению Uz к Ux с коэффициентом k : 

 

Рис.3.2.4 Функциональный преобразователь

Напряжение питания функционального преобразователя +15В  –15В.

Переменные сопротивления R21, R22, R23 выбираем равными 22кОм. Они необходимы для устранения ошибки смещения.

3.3 Разработка микропроцессорного устройства

3.3.1 Аналогово – цифровой преобразователь

Для согласования аналоговой и цифровой части, нам требуется промежуточное звено которое преобразовывало бы аналоговый сигнал в соответствующий цифровой сигнал. АЦП К1108ПВ1А как нельзя лучше подходит к нашей схеме, и позволяет получить относительно высокую точность преобразования при достаточно простой реализации.

Рис.3.3.1  АЦП К1108ПВ1А.

Основные параматры АЦП:

U_п=5В

I_пот=180мА

Назначение выводов:

11 – выход “Готовногсть данных”

14 – общая цифровая шина

15,21 – напряжение питания

16 – коррекция ОУ

17 – аналоговый вход

18 – опорное напряжение

19 – корекция U_оп

20 – общая аналоговая шина

22 – вход запуск

23 – вход “такт”

24 – разрешение считывания

Микросхема может работать как от внешнего так и от внутреннего опорного источника. В первом случае напряжение подаётся на вывод 18, во втором – вывод 19 через конденсатор (0,47мкФ) подключается к общей шине.

Микросхема предусматривает работу от внешнего или от внутреннего генератора тактовых импульсов. В последнем случае вывод 23 через конденсатор ёмкостью 25пФ подключается к общей шине (вывод 14).

Кодирование и запись инвормации в выходной регистр осуществляется за 12 тактов, после чего выдаётся сигнал “Готовность данных” (уровень 0). Информация в регистре будет хранится до окончания следующего цикла преобразования. Вывод информации из АЦП осуществляется по сигналу “Разрешение считывания” (уровень 0).

На вход AI АЦП подаётся сигнал с функционального преобразователя, который преобразуется в цифровое значение.

Данные с шины считываются в порт Р0 микроконтроллера. Для запуска АЦП необходимо на вывод ST подавать напряжение низкого уровня. Это напряжение подаётся из третьего разряда порта Р2 микроконтроллера. Таким образом запуск АЦП задаётся прорамно.

Разрешение считывания задаётся подачей на вход OE напряжения низкого уровня, для чего вход ОЕ заземляем.

3.3.2 Схема микроконтроллера

Микроконтроллер выполнен на основе высокоуровневой n-МОП технологии и выпускается в корпусе БИС, имеющем 40 выводов.

Рис.3.3.2  Цоколевка корпуса МК51 и наименование выводов.

Через четыре программируемых порта ввода/вывода МК51 взаимодействует со средой в стандарте ТТЛ-схем с тремя состовляющими выхода.