Osnovnoy_text_sdelany (Восстановлен) (1230862), страница 5
Текст из файла (страница 5)
САР тока выполняется на основе цифровых 4-х разрядных микросхем, что позволяет получить удовлетворительную точность моделирования при невысоких трудозатратах на разработку системы и умеренной нагрузке на вычислительную машину при моделировании работы системы в реальном времени.
САР является двухконтурной, с обратной связью по току и скорости. Регулирование по току осуществляется на основе регулятора постоянной скорости, по скорости осуществляется двухпозиционное регулирование. Данная система позволяет добиться поддержания постоянной скорости вращения двигателя, достигаемой с заданным током аналогично современным системам авторегулирования тока и скорости электровозов, таких как, например, микропроцессорная система управления и диагностики электровозов 3ЭС5К.
Каждый узел отдельно выполняется в виде подсхемы САР, упрощает её общий вид и увеличиваем компактность схемы, что положительно сказывается на комфортности использования системы, и наглядности процесса её работы.
3.2 Задатчик скорости и тока
В основе задатчика тока лежит процесс изменения напряжения, поступающего на вход аналого-цифрового преобразователя, которое преобразуется в 4-х разрядный цифровой код.
В качестве источника регулируемого напряжения и опорного напряжения для АЦП используется стандартный источник постоянного тока напряжением 50V (что аналогично питанию цепей управления электровоза). Напряжение, поступающее на вход АЦП, регулируется потенциометром с сопротивлением 10кОм. Шаг изменения сопротивления выбран так, чтобы обеспечить получение 16 различных значений заданного тока на выходе АЦП. Уменьшение значения заданного тока осуществляется клавишей «А», увеличение - сочетанием клавиш «shift+A».
В качестве АЦП выбирается стандартный 8-разрядный АЦП из библиотеки Multisim. Так как разрабатываемая САР является 4-разряднюй, используется только 4 старших разряда преобразователя, выходы «1-4» которого соединяются со входами элемента сравнения. Опорное напряжение берётся от источника постоянного тока 50V.
Узел «АЦП-ЦАП». Разработка узла задатчика состоит из микросхемы U1 – аналого – цифровой преобразователь. На вход SOC- подаётся тактовые импульсы.
Рисунок 3.1 – Принципиальная схема задатчика тока
Аналого-цифровым преобразователем, или сокращённо АЦП, называется электронное устройство, преобразующее аналоговую информацию в цифровую. На входе АЦП действует одно изменяющееся напряжение, пусть в рассматриваемом случае оно изменяется от 0 до 5В. С выхода АЦП снимаются двоичные сигналы, представляемые 4-разрядным кодом, т.е. АЦП преобразует аналоговый сигнал напряжения на входе в 4- разрядное двоичное слово на выходе. Таблица истинности показывает, как должен работать АЦП в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Таблица истинности АЦП
| Uвх,В | Цифровой вход | |||
| 8 | 4 | 2 | 1 | |
| D | C | B | A | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 500mV | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 749,9mV | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 999,9mV | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1,5V | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1,75V | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 2V | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 2,5V | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 2,75V | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 3V | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 3,5V | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 3,75V | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 4V | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 4,5V | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 4,75V | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 5V | 1 | 1 | 1 | 1 |
Первая строка соответствует нулевому напряжению (0 В) на входе. При этом выходе также находится в нулевом состоянии (0000). Вторая строка соответствует напряжению 0,5 В на входе. На выходе в этом случае появляется двоичный код 0001. Когда к входу приложено максимальное напряжение 5 В, на выходе имеем двоичное число 1111.
Аналоговый сигнал подаётся на вход Vin,с помощью потенциометра 5 V, потом подаём на резистор какую-то часть относительно земли. Делитель напряжения R1. Разрабатываемая САР является 4 – разрядной. В старших разрядах установлены индикаторы. Для обратного контроля используется U2-ЦАП.
Для контроля заданных значений тока используется пробник индикатор, подключаемый к выходам АЦП. Индикаторы «X5-8» отображает заданное значение тока в виде двоичного кода.
Рисунок 3.2 – Индикаторы заданного значения тока
Включенное состояние индикатора соответствует логической единице, отключённое – нулю. На рисунке 3.2 заданное значение тока соответствует комбинации двоичного кода «0011»
Цифро-аналоговый преобразователем называется (сокращённо ЦАП) называется электронное устройство, преобразующее цифровую информацию, поступающую на его вход, а аналоговый выходной сигнал.
Преобразовываем двоичный сигнал с выхода процессора в выходное напряжение, изменяющееся в интервале 0-5 В. Составляем таблицу истинности для всех возможных комбинаций сигналов на входах ЦАП. Состояния четырёх входов (D,C,B,A).
Таблица 3.2 – истинности для ЦАП
| Uвых,В | Цифровой вход | |||
| D | C | B | A | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 500mV | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 749,9mV | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 999,9mV | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1,5V | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1,75V | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 2V | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 2,5V | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 2,75V | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 3V | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 3,5V | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 3,75V | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 4V | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 4,5V | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 4,75V | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 5V | 1 | 1 | 1 | 1 |
Выходные напряжения указанны в крайнем левом столбце таблицы. Как следует из этой таблицы, нулевому состоянию (0000) входов ЦАП соответствует выходной сигнал (0 В). Если на входы подана двоичная комбинация (0001), на выходе появится сигнал 500mV.При перемещении вниз по строкам таблицы можно заметить, что в каждой новой строке аналоговый выходной сигнал увеличивается.
Схема простого цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) приведена на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 – Принципиальная схема ЦАП
Этот ЦАП состоит из двух блоков. Резистивная схема (слева) собрана на резисторах R1,R2,R3,R4. Сопротивление резистора в каждом старшем разряде в два раза меньше сопротивления предыдущего младшего разряда. Суммирующий усилитель (справа) включает в себя операционный усилитель (ОУ) и резистор обратной связи. Входное напряжение Uвх равно 3 В, приложено к выключателям D, C, A, B. Выходное напряжение Uвых снимается с выхода ОУ.
Если все выключатели разомкнуты, то входное напряжение в точке А равно 0 В и выходное напряжение также равно 0 В. Такая ситуация соответствует строке 1 в таблице 3.2. Мы замкнули выключатель А, что соответствует на младшем разряде входного кода. Тогда к ОУ будет приложено входное напряжение 3 В. Рассчитываем коэффициент усиления по напряжению получившегося усилителя. Этот коэффициент зависит от сопротивления резистора обратной связи Rос, равного 10кОм, и сопротивления входного резистораRвх, в данном случае от сопротивления резистора R1, равного 150 кОм.
3.2.1 Счётчик
Счётчиком называют электронное устройство, предназначенное для счёта поступающих на его вход импульсов. Как правило, счётчик имеет один вход Cдля приёма тактовых импульсов и нескольких выходов Q0 – Qn, количество которых определяет разрядность счётчика. Каждый выходной разряд счётчика может находиться в двух состояниях, в нулевом и первом, подсчёт импульсов происходит в двоичном коде. Число устойчивых состояний, которые могут принимать выходные разряды (выходы счётчика), называют коэффициентом счётчика Kсч.
Счётчик, у которого под воздействием входных ТИ переключение выходных разрядов происходит последовательно друг за другом, называется асинхронным, если переключение происходит одновременно – синхронным.
Максимальное число импульсов N, которое может подсчитать счётчик, равно N=2n, где n – число разрядов счётчика. При подсчёте заданного числа входных импульсов счётчик обнуляется, т. е. все выходы счётчика Q0 – Qnпереключаются в нулевое состояние.
По способу подсчёта входных импульсов счётчики подразделяются на счётчики-делители и счётчики, предназначенные для подсчёта заданного числа импульсов. В первом случае счётчик производит уменьшение (деление) частоты входных импульсов, т. е. на выходе каждого последующего разряда счётчика частота импульсов вдвое меньше частоты предыдущего разряда. Во втором случае после подсчёта заданного числа импульсов, 3, 5, 6, 10, 12, происходит обнуление выходов счётчика.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
