Схема содержит следующие элементы: фотодиод приемника сигналов FD1; предварительный усилитель фотодиода D1 (TBA2800); супервизор питания со схемой защиты от зависаний D2 (TLT7705); микроконтроллер D3 (AT89C2051).
Фотодиод FD1 соединен со входом инфракрасного предварительного усилителя D1.
Предварительный усилитель сигнала TВА2800 предназначен для предварительного усиления сигналов. Усилитель (показан на рисунке 2) содержит четыре узла: управляемый усилитель I, усилитель II, усилитель выделения импульсов III и инвертор IV.
Рисунок 2 – Функциональная схема микросхемы TВА2800
Назначение выводов микросхемы ТВА2800:1 — общий вывод входного сигнала; 2 — вывод подключения конденсатора к усилителю I; 3 — вывод напряжения питания; 4 — вход усилителя III; 5 — выход усилителя II; 6 — вывод для регулировки соотношения сигнал/шум; 7 — выход отрицательных импульсов; 8 — выход положительных импульсов; 9 — общий вывод выхода; 10 — тестовый вывод; 11 — вход усилителя II; 12 — выход усилителя I; 13 — общий вывод усилителя II; 14 — вход усилителя I.
Усилитель I имеет большой динамический диапазон. Благодаря этому гарантируется работоспособность при ярком окружающем свете и в условиях засветки. Кроме того, работоспособность сохраняется и при засветке интенсивным ИК излучением. Усилитель II служит для дальнейшего усиления сигнала, а усилитель III — для отделения импульсной составляющей от шумов. Инвертор IV обеспечивает дополнительное инвертирование отрицательных импульсов с выхода усилителя III (выв. 7) в положительные (выв. 8). Введение дополнительного резистора между выв. 6 и общим проводом увеличивает шумовую устойчивость, но снижает чувствительность по входу.
Конденсатор, подключаемый между выв. 2 и общим проводом питания, влияет на автоматическое изменение динамического диапазона усилителя I. Для его устойчивой работы емкость конденсатора должна быть более 1 мкФ. Микросхема сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания в пределах 4.5...6 В. Максимальный потребляемый ток— не более 2 мА.
В описываемой схеме ФД (рис. 1) микросхема ТВА2800 используется для усиления принятого фотодиодом FD1 модулированного сигнала. Выходной сигнал Photo с микросхемы D1 (выв. 8) поступает на вход Р1.5 (выв. 17) микроконтроллера D3.
На микросхеме D2 (TL7705) собран супервизор питания со схемой защиты от зависаний, которую принято называть WDT (Watchdog Timer). В функции супервизора питания входит формирование импульса сброса микроконтроллера при включении или при снижении напряжения питания ниже определенного уровня, а в функции WDT входит подача импульса сброса на микроконтроллер в случае его зависания. Зависание микроконтроллера возможно вследствие ряда причин как программных (ошибка в программе, самопроизвольное нарушение программы из-за сбоя питания), так и аппаратных. Общепринятый в настоящее время способ защиты от зависаний заключается в том, что микроконтроллер через определенные периоды времени, формирует импульс на одном из своих выводов. Этот импульс проходит через разделительный конденсатор (для исключения постоянной составляющей) и подзаряжает другой времязадающий интегрирующий конденсатор, соединенный со входом аналоговой схемы сравнения, на другой вход которой подается определенное опорное напряжение. В случае если микроконтроллер в силу каких-либо причин вовремя не подзарядит интегрирующий конденсатор, схема сравнения сработает и сформирует импульс сброса, устанавливающий микроконтроллер в исходное состояние.
Супервизор питания TL7705 предназначен для формирования импульса сброса микроконтроллера при включении питания или при снижении его ниже определенной величины. Функциональная схема микросхемы TL7705 представлена на рис. 3.
Рисунок 3 - Функциональная схема микросхемы TL7705.
Назначение выводов микросхемы TL7705: 1 —вывод подключения конденсатора фильтра опорного напряжения; 2 — цифровой вход внешнего сброса (активный уровень — лог 0); 3 — вход подключения времязадающего конденсатора, определяющего длительность импульса сброса; 4 — вывод общего провода питания; 5 — выход отрицательного (инверсного) импульса сброса; 6 — выход положительного импульса сброса; 7 — вход анализа напряжения; 8 — вывод подключения питания.
Микросхема содержит следующие основные узлы: резистивный делитель (R1. R2) входного напряжения; стабилитрон на 2.5 В, питающийся от встроенного генератора тока; компаратор Comp1; схема 2И-НЕ; тиристор, питающийся от встроенного генератора тока; компаратор Соmp2 с выходными транзисторами. Выв. 7 подключается к тестируемому источнику напряжения, при этом на средней точке делителя R1,R2 напряжение оказывается больше опорного (2.5 В). Соответственно, на выходе компаратора Comp1 формируется уровень лог.1, поступающий на второй вход элемента 2И-НЕ, а на первом входе этого элемента (если он не подключен) также присутствует лог. 1. При этом на выходе элемента 2И-НЕ получается лог. 0, тиристор выключен, напряжение на прямом входе второго компаратора Соmр2 выше опорного (2.5 В), поступающего на инверсный вход компаратора, оба выходных
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
