Разработка монокристального монофункционального регулятора напряжения для бортовой сети автомобиля

дипломная работа

3.2.3 Резистивная матрица, формирующая пилообразное напряжение

Резистивная матрица необходима для формирования эталонного сигнала пилообразной формы.

Принципиальная электрическая схема резистивной матрицы приведена на рис. 3.2.3.1.

Рассматриваемая матрица из резисторов работает следующим образом.

Учитывая то, что сигналы снимаются с инвертирующих выходов Т - триггеров (), то в начальный момент на выходах всех триггеров будут присутствовать все логические "1", то есть высокие уровни напряжения и большие токи через выходные элементы триггеров. Эти токи будут обусловливать падение напряжения на резисторах R9 - R20. Благодаря этому на выходе R - матрицы (средняя точка резисторов R17 и R18) будет сформирован определенный уровень напряжения, который также будет зависеть от уровня напряжения, подаваемого через резистор R16 с датчика температуры. В следующий момент времени, когда на 1-м Т-триггере на выходе () образуется логический "0", что будет соответствовать низкому напряжению и малому протекаемому току через резистор R9 и выходные элементы 1 - го Т - триггера. Таким образом, в данном случае резистор R9 будет "закорочен" на землю и не будет давать вклада в работу R - матрицы. В результате этого уменьшится ток, протекающий через резисторы R12 и R16, что приведет к некоторому уменьшению напряжения на выходе матрицы. То есть произойдет скачок выходного напряжения в сторону уменьшения, образуется ступенька напряжения.

Аналогичным образом будут происходить процессы при срабатывании следующих Т - триггеров.

Временное изменение сигнала на выходе R - матрицы показано на рис. 3.2.3.2.

Рис. 3.2.3.1. Принципиальная электрическая схема счетчика с резистивной матрицей

Рис. 3.2.3.2. Пилообразное напряжение на выходе R - матрицы

Форма сигнала, показанная на рис. 3.2.3.2. обеспечивается подбором номиналов резисторов R9 - R15, R17 - R20.

Для согласования эталонного пилообразного напряжения с работой компаратора (п. 3.3.) данное напряжение "насаживается" на постоянный уровень температурно-зависимого напряжения, снимаемого с датчика температуры (или блока, задающего температурный коэффициент напряжения). Уровень этого напряжения лежит в пределах 1,9 - 2,0 В. размах "пилы" составляет 15 - 16 мВ. Для оценки работоспособности R - матрицы в программе DesignLab8.0. проведем анализ зависимости размаха "пилы", который влияет на величину отклонения регулируемого напряжения в бортовой сети автомобиля (на точность настройки), от пропорционального отклонения номиналов резисторов, что характерно для микроэлектронной технологии, и уровня напряжения, подаваемого с датчика температуры.

Результаты расчетов зависимости размаха "пилы" от отклонения номиналов резисторов приведены в таблице 3.2.3.1.

Таблица 3.2.3.1

R/Rном

?Uпилы, мВ

Прим-ние

R/Rном

?Uпилы, мВ

Прим-ние

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

17,05

17,00

16,95

16,90

16,86

UДТ = 1,920 В,

Т = 27оС

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

16,852

16,854

16,85

16,845

16,84

UДТ = 1,920 В,

Т = 27оС

Как видно из таблицы 3.2.3.1. пропорциональное изменение номиналов сопротивлений ведет к слабому изменению размаха "пилы". Причем увеличение величины R/Rном ведет к уменьшению размаха "пилы".

Далее проведем анализ зависимости размаха "пилы" от постоянной составляющей напряжения, подаваемой с датчика температуры. Результаты этих расчетов сведены в таблицу 3.2.3.2.

Таблица 3.2.3.2

UДТ, В

?Uпилы, мВ

Прим-ние

UДТ, В

?Uпилы, мВ

Прим-ние

1,8

1,82

1,84

1,86

1,88

1,90

15,69

15,88

16,17

16,35

16,51

16,68

Т = 27оС,

R/Rном = =1,0

1,92

1,94

1,96

1,98

2,00

16,86

16,98

17,16

17,28

17,55

Т = 27оС,

R/Rном = =1,0

По результатам таблицы 3.2.3.2. можно судить о прямопропорциональном увеличении размаха "пилы" с увеличением напряжения, снимаемого с датчика температуры.

Делись добром ;)