46352 (665516), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Таблица 3.

Основные характеристики цифровой интегральной микросхемы ADM 202E

Функциональная блок-схема интегральной микросхемы ADM 202E представлена на рис.2

Функциональная блок-схема интегральной микросхемы ADM 202E

Рисунок. 2

4.3 Выбор АЦП.

В качестве аналого-цифрового преобразователя послужила интегральная микросхема фирмы Analog Devices – AD7890-2. Выбор данной микросхемы был произведен исходя из ТЗ

Основные характеристики:

• 12-разрядный АЦП, время преобразования 5.9 мкс

• Восемь входных аналоговых каналов

• Входной диапазон :

от 0 В до +2.5 В

• Раздельный доступ к мультиплексору и к АЦП

• Встроенный источник опорного напряжения +2.5 В (возможно подключение внешнего.)

• Высокая скорость, “гибкость”, последовательный интерфейс

• Низкая потребляемая мощность (50 мВт максимум)

• Режим пониженного энергопотребления (75 мкВт).

Функциональная блок-схема интегральной микросхемы AD 7890-2 представлена на рис.3

Функциональная блок-схема интегральной микросхемы AD 7890-2

Рисунок 3

4.3.1 Расчет погрешности вносимой АЦП.

Аналого-цифровой преобразователь вносит следующие виды погрешностей:

• нелинейности (погрешность нелинейности- это максимальное отклонение линеаризованной реальной характеристики преобразования от прямой линии, проходящей через крайние точки этой характеристики преобразования АЦП.);

• дифференциальной нелинейности(погрешность дифференциальной нелинейности- это отклонение фактической разности уровней (входного сигнала АЦП), соответствующим двум соседним переключениям кода, от идеального значения этой разности, равной 1 МЗР. Для идеального АЦП разница уровней между соседними переключениями кода в точности равна 1 МЗР.);

• погрешность полной шкалы (погрешность полной шкалы- это отклонение уровня входного сигнала, соответствующего последнему переключению кода от идеального значения, после того как была откорректирована погрешность биполярного нуля.);

В табл. 4 приведены погрешности взятые из каталога, на интегральную микросхему AD7890 фирмы Analog Devices

Таблица 4

Основный погрешности интегральной микросхемы AD7890

4.4 Выбор сторожевого таймера.

Т.к. работа системы происходит в автономном режиме и не предусматривает работу оператора с ней, то для случая зависания микро-ЭВМ в схему системы сбора данных добавляется интегральная микросхема MAX690AMJA – сторожевой таймер. Выполняющая две основные функции: выведение МП из состояния зависания и сброс МП при включении питания.

Основные характеристики интегральной микросхемы МАХ690AMJA:

• Время сброса: 200 мС

• Рабочий диапазон напряжения питания: от 1 до 5.5 В

• Ток потребления: 200 мкА

• температурный диапазон эксплуатации: от –55 до +125 C.

4.5 Выбор интегральной микросхемы операционного усилителя

Нормирующий усилитель выполнен на аналоговой микросхеме OP-27А (операционный усилитель), исполненной в восьми контактном DIP-корпусе. Основные хар-ки операционного усилителя OP-27A приведены в табл.5.

Таблица 5

Основные характеристики аналоговой микросхемы ОР-27А

В систему сбора данных входят три линейных и один нелинейный датчики давления. Выходной диапазон напряжения нелинейного датчика давления составляет -2.5..+2.5, в входной диапазон АЦП – 0..+2.5. Согласовать уровни напряжения выхода датчика давления и входа АЦП можно с помощью схемы представленной на рис. 4. Данная схема состоит из: операционного усилителя – DA1, повторителя напряжения – DA2, схемы смещения – R1 и R2, схемы защиты – VD1 и VD2.. Для того чтобы не нагружать источник опорного напряжения в состав схемы нормирующего усилителя вводится повторитель напряжения. Данная схема вносит в ССД погрешность.

Нормирующий усилитель

R1,R2 – 40 КОм,

R3 – 20 КОм.

VD1, VD2 – схема защиты

Рисунок 4

4.5.1 Расчет погрешностей нормирующего усилителя

Суммарная погрешность нормирующего усилителя складывается из погрешности напряжения смещения (_Uсм), погрешности тока сдвига (_Iсдв), погрешности обратного тока диодов (В схеме защиты используются диоды марки 1N914A с обратным током утечки I_{Д ОБР.}=25 нА. Рассмотрим худший случай, когда I_{Д ОБР.}== 2*I_{Д ОБР.}) (_{Iд обр.}), погрешности КООС (_КООС), погрешности разброса параметров сопротивлений от номинального значения (_{R1 R2 MAX}).

Оценка погрешности от напряжения смещения (_Uсм)

_Uсм= Uсм*Ку

где Ку – коэффициент усиления (в нашем случае Ку=1)

_Uсм=25 мкВ

_Uсм%=

_Uсм%=0.001 %

Оценка погрешности от обратного тока диодов (_{Iд обр} )

U_+д= I_{Д ОБР.}*R2

U_+д=0.002

_{Iд обр}= U_+д*Ку

_{Iд обр}=2 мВ

_{Iд обр%}=

_{Iд обр%}=0.0016

Оценка погрешности от КООС (_КООС)

,

где Кд – коэффициент усиления дифференциального сигнала (Кд=1);

К_С – коэффициент усиления синфазного сигнала

К_С=1/501190

К_С=1.96*10^-6

_КООС=U_{ВХ СИН MAX}*K_C,

где U_{ВХ СИН MAX} – синфазное максимальное входное напряжение (U_{ВХ СИН MAX}=2.5 В).

_КООС=2.5*1.996*10^-6

_КООС=7.7 мкВ

_КООС%=

_КООС%=0.0003

Оценка погрешности от тока сдвига (_Iсдв)

U₊=I_СДВ*R2

где U₊ - см. рис.4

U₊= 0.7 мкВ

_Iсдв= U₊*Ку

_Iсдв=0.7 мкВ

_Iсдв%=

_Iсдв%=0.00004%

Оценка погрешности вносимой разбросам сопротивлений R1 и R2 от их номинального значения.

Для того чтобы уменьшить погрешность выбираем сопротивления с отклонениями от номинального значения ± 0.05%

R1_MIN= 39,996 Ом

R2_MAX=40,004 Ом

Ток протекаемый через R1 и R2 будет

И тогда общая погрешность нормирующего усилителя будет равна

_НУ=((_R1R1max+_Iсдв+_КООС+_{Iд обр}+_Uсм)/Ку)*100

4.6 Выбор и расчет внешних элементов гальванической развязки

В качестве элементов гальванической развязки используется цифровая микросхема 249ЛП5 - оптоэлектронный переключатель на основе диодных оптопар выполненных в металлостеклянном корпусе. основные характеристики цифровой микросхемы 249ЛП5 приведены в табл. 5.

Таблица 5

Основные характеристики цифровой микросхемы 249ЛП5

VT1- КТ3102Г(h_21Э=100),

R2, VT1 –схема усиления входного тока,

Рисунок 5

Выходной ток ДКД усиливается с помощью транзистора VT1 т.к. максимальный выходной ток датчика контроля за давлением меньше, чем входной ток элемента гальвано развязки.

Характеристики

Список файлов реферата