Разработка функциональной схемы цифрового интегрирующего регулятора. Блок управления счётчиками, страница 9

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………………………… 3

1.  Разработка функциональной схемы цифрового интегрирующего регулятора …4

2.  Расчёт отдельных узлов и основных элементов схемы цифрового интегрирующего регулятора ………………………………………….……………6

2.1. Расчёт ПНЧ ………………………………………………………………….….6

2.2. Синтез блока счётчиков …………………………………………….…………11

2.3. Схема определения нуля ………………………………………….…..………14

2.4. Схема формирования сигнала блокировки ………………………….………16

2.5. Расчёт компараторов…………………………………………………………..17

2.6. Схема выпрямления входного сигнала ………………………………………18

2.7. Схема предварительного сброса счётчиков …………………………………19

2.8. Цифро-аналоговый преобразователь …………………………………………20

3.  Разработка принципиальной схемы цифрового интегрирующего регулятора …24

3.1. Описание работы схемы в различных режимах ……………………………...25

3.1.1. Счёт в «+» …………………………………………………………………..25

3.1.2. Счёт в «-», когда БС+ не нулевой …………………………………………26

3.1.3. Счёт в «+» когда БС- не нулевой ………………………………………….26

4.  Построение временных диаграмм, поясняющих работу схемы ………..………..27

5.  Разработка индикации входного и выходного напряжений и скорости   изменения выходного напряжения………………………………………………...28

Заключение …………………………………………………………………………33

Литература ………………………………………………………………………….34

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время происходит вытеснение многих аналоговых приборов более точными цифровыми устройствами. Цифровые устройства имеют ряд преимуществ перед аналоговыми: лёгкость в настройке, точность, возможность автоматизировать и т.п.

Хотя схема ЦИР в элементном плане очень большая, но в настоящее время данные схемы получили большую популярность в электроприводах из-за превосходства над аналоговым интегрирующим регулятором в таком параметре как точность.

Целью данного курсового проекта является разработка цифрового интегрирующего регулятора, который по точности и по быстродействию не уступал бы аналоговому. Реализован данный ЦИР, должен быть на микросхемах серии К155. Отличительной особенностью данной серии является то, что напряжение питания микросхем 5 В.

Время интегрирования регулятора составляет: τ = 200 мс.

Схема ЦИР предусматривает режим блокировки, т.е. когда на выходе счётчиков все логические «1». Это значит, по аналогии с аналоговым регулятором, что счётчики не могут дальше увеличить значение выходного кода. Когда на выходе счётчиков все «1», то очередной импульс сбросит счётчик в 0.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная схема цифрового интегрального регулятора позволяет при входном напряжении в 7 В получить на выходе уже проинтегрированный сигнал амплитудой 9 В. Время интегрирования составляет 200 мс. В схеме предусмотрен сигнал блокировки, который препятствует нарастанию значения счётчика после того, как на его выходе будут все логические «1».

Использование активного выпрямителя позволило схеме не терять входной сигнал меньший 0,7 В, теперь схема воспринимает входной сигнал от -10В до +10В. Схема управления выполнена на четырёх логических микросхемах, что позволило исключить из схемы 4 микросхемы менее быстродействующих триггеров, а также 2 логических элемента.

В ходе проектирования решены следующие задачи:

1. Разработана функциональная схема ЦИР.

2. Произведён расчёт отдельных узлов и основных элементов схемы ЦИР.

3. Разработана принципиальная схема ЦИР.

4. Построены временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

5. Разработана индикация входного и выходного напряжений и скорости изменения выходного напряжения.