Разработка функциональной схемы цифрового интегрирующего регулятора. Блок управления счётчиками

1.  РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЦИФРОВОГО ИНТЕГРИРУЮЩЕГО РЕГУЛЯТОРА

Основным элементом цифрового интегрирующего регулятора является блок счётчиков. Который осуществляет счёт импульсов, т.е. преобразования числа импульсов в код, чтобы этот код далее преобразовать в напряжение. Так как при счёте импульсов код числа изменяется постепенно, с шагом 1, то можно получить постепенное нарастание и спад кода, а значит и выходного напряжения. Так как напряжение на входе может быть двухполярным, то блоков счётчиков должно быть два. Один блок счётчиков для положительного входного напряжения, а другой – для отрицательного. Полярность входного сигнала будет определяться компаратором.

Счётчик считает импульсы. А на входе схемы поступает напряжение, поэтому необходимо на вход поставить преобразователь (напряжение – частота).

Для управления работой счётчиков необходим блок управления (БУ).

Функции блока управления:

- В зависимости от полярности входного напряжения, определяет направление счёта (положительное или отрицательное приращение).

-    При переполнении счётчиков  выполняет его блокировку.

Блок управления счётчиками состоит из устройства хранения информации (П) на основе D-триггеров, формирователя сигнала блокировки (ФСБ) и схемы определения нуля (СОН).

Для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал используют ЦАП.

На рис. 1. приведена функциональная схема цифрового интегрирующего регулятора.

Работа устройства. На вход схемы подаётся входное напряжение. Оно поступает на компаратор и схему выделителя модуля. После выделителя модуля напряжение имеет одну полярность. Это напряжение поступает на вход ПНЧ. А с ПНЧ частота поступает на вход блоков счётчиков. Работой блоков счётчиков управляет блок логики. Блок логики (БЛ) подключает тот или иной блок счётчиков к последовательности импульсов с ПНЧ. БЛ выдаёт сигнал в зависимости от состояния формирователя сигнала блокировки, схемы определения нуля и компаратора. Два счётчика не могут работать одновременно. На выходе счётчиков двоичный код поступает на ЦАП. После ЦАП напряжение поступает на выделитель выходного сигнала (ВВС).

Рис. 1. Функциональная схема цифрового интегрирующего регулятора

Обозначения на схеме:

ПНЧ – преобразователь напряжение – частота;

БС – блок счётчиков;

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь; 

ФСБ – формирователь сигнала блокировки;

СОН – схема определения нуля;

ВВС – выделитель выходного сигнала;  

БИ – блок индикации.