Проектирование устройства логического управления (разработка электронного автомата)

курсовая работа

3.6 Устройство реализации функции F1

Задание: F1=ФВЧ 1го порядка, fгр=2,5 кГц, Ку=6дб, х1=-6Дб.

На рисунке 11а изображены амплитудо-частотные характеристики ФВЧ.

Передаточной функцией ФВЧ 1го порядка является передаточная функция апериодического звена 1го порядка. Рассчитаем ФВЧ с помощью передаточной функции звена 1го порядка.

Рис 11а.

Резистор и конденсатор выбираем из стандартного ряда Е48 или Е96 для обеспечения допустимого класса точности.

Для выполнения условия ставим на выходе ФНЧ компаратор, который сравнивает выходное напряжение ФНЧ и опорное напряжение.

Т. к. датчик освещённости приведенный потенциальный выход 0…10В, то опорное напряжение рассчитаем от уровня 10В.

Для сравнения сигнала с фильтра и сравнения его с заданным воспользуемся формулой: - 6дБ=20lg (Uвых/Uвх). Отсюда для сравнения будем брать величину

Uвых= Uвх*10-6/20=0,5 Uвх.

Т.о. Uоп =

Для получения Uоп используем источник тока REF200 с выходом 100мкА и резисторы R 50 кОм.

Схема реализации Uоп представлена на рис.

Схема реализации функции представлена на рис.

Используемые элементы С1 К50-35-25В-22нФ

R1 С2-23 0,125/0,25 1% 2,9кОм

Отсюда,

R2 С2-23 0,125/0,25 1% 2,9кОм

R3 С2-23 0,125/0,25 1% 2,9кОм

Компаратор К554СА2.

Рис 12.

Рис 13.

Схема реализации функции F1 в программе OrCAD представлена на рис.

Рис 14.

Полученные графики представлены на рис 15.

При f=2500 Гц.

При f=10000 Гц.

При f=500 Гц.

Рис 15. Графики зависимости Uвых (t) и Uвх (t)

3.7 Устройство реализации функции F2

Задание: F2=Uвых=5lnUH-UH, Х2 = 5В.

Для реализации задания потребуется логарифматор и аналоговый вычитатель. Схема реализации функции F2>X2 представлена на рис16.

Логарифмический усилитель предназначен для получения выходного напряжения, которое пропорционально логарифму входного напряжения. Для этого можно использовать характеристику диода или транзистора. Я использовал характеристику транзистора. В этой схеме дифференциальный усилитель на транзисторах Т1 и Т2 служит для логарифмирования. Выходное напряжение логарифматора считается по следующей формуле:

при Ue, Uопорн > 0,Ut=0,02586 В.

Величина сопротивления R5 в это выражение не входит. Этот резистор выбирают таким образом, чтобы падение напряжения на нём не превышало выходного напряжения операционного усилителя. Конденсаторы С1 и С2 служат для дополнительной частотной коррекции. Компенсация температурной зависимости Ut выполняется с помощью резистора R4, имеющего положительный температурный коэффициент порядка 0,3% К.

Выбираем следующие значения сопротивлений и конденсаторов из ряда Е96:

R1 С2-23 0,125/0,25 1% 200 Ом, R2 С2-23 0,125/0,25 1% 2кОм

R3 С2-23 0,125/0,25 1% 4 кОм, R4 ТРП-27 22 Ом.

Аналоговый вычитатель напряжения рассчитываем по следующей формуле:

Выбираем следующие значения сопротивлений из ряда Е96:

R6,R7, R8,R9 С2-23 0,125/0,25 1% 2кОм,R5 С2-23 0,125/0,25 1% 200Ом

Компаратор К554СА2.

Рис 16.

Схема получения Uопорн представлена на рис17. Использую микросхему REF200, содержащую в одном корпусе 2 источника тока. Выбираем резистор R из ряда Е96 С2-23 0,125/0,25 1% 100кОм. При таком значении получаю значение Uоп = 10В. Для получения напряжения сравнения Uоп = 5В выбираем резистор R С2-23 0,125/0,25 1% 50кОм.

Рис 17.

Схема реализации функции F2 в программе OrCAD представлена на рис 18.

Рис 18.

Полученный график представлен на рис 19.

Рис 19. Графики зависимости Uвых (t) и Uвх (t)

Делись добром ;)