РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА
СОДЕРЖАНИЕ
1Введение 3
2 Задание на курсовой проект 4
3Разработка функциональной схемы устройства 5
4 Выбор и расчёт принципиальных электрических схем 6
4.1 Выбор и согласование уровней сигналов функциональных схем 6
4.2 Схема преобразователя тока в напряжение (ПТН) 7
4.3 Схема фильтра низких частот 9
4.4 Схема логарифматора 10
4.5 Схема сумматора 11
4.6 Схема выпрямителя 12
4.7 Схема неинвертирующего усилителя 13
4.8 Схема умножителя 13
4.9 Схема интегратора 14
4.10 Схема вычитателя 16
4.11 Схема преобразователя напряжения в ток (ПНТ) 17
|
|
|
5 Проверка узлов схемы на ElectronicsWorkbench 19
Заключение 23
Списоклитературы 24
ВВЕДЕНИЕ
Создание микроэлектронной аппаратуры требует большого разнообразия микросхем со стабильными параметрами. Особенно жестокие требования предъявляются к аналоговым микросхемам. Для разработки аналоговой аппаратуры целесообразно применять универсальные микросхемы, на основе которых можно строить различные функциональные узлы.
Задачей проектирования является углубление знаний, полученных при изучении курса, а также развитие навыков самостоятельной работы с технической и справочной литературой. Задание на курсовой проект индивидуально и выполнение его заключается в разработке функционально-законченного устройства, содержащего аналоговые и аналого-цифровые узлы с элементами индикации.
Знания, приобретенные студентами при выполнении курсовой работы, могут оказаться полезными в УИР, а также при дипломном проектировании всех специальностей факультета радиотехники и связи.
|
|
|
2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
В качестве задания предлагается проектирование аналогового электронного устройства, осуществляющего обработку входных сигналов в соответствии с заданнымматематическим выражением зависимости выходного сигнала от двух входных сигналов. Виды зависимостей, а также формы входных и выходных сигналов выбираются в соответствии с вариантом заданияиз приложений А и Б. Подобного рода устройства обработки сигналов находят широкое применение в различных отраслях науки и техники.
В качестве входных сигналов присутствуют различные электрические величины: постоянные и переменные напряжения и токи, сигналы в виде импульсов уровня ТТЛ с изменяющейся частотой, сигналы в виде изменений активного сопротивления. Устройство должно выдавать сигнал, являющийся результатом обработки входных сигналов по заданной формуле. Выходные сигналы также имеют различные формы в зависимости от варианта задания: ток, напряжение, импульсы с изменяющейся частотой.
Проектирование устройства включает в себя:
-составление функциональной схемы устройства;
|
|
|
-выбор схем отдельных функциональных узлов;
-согласование узлов друг с другом по уровням сигналов;
-согласование узловпо входным ивыходным сопротивлениям;
-выбор режимов работы отдельных узлов, обеспечивающих условия согласования;
-электрический расчёт узлов устройства;
-вычерчивание полной электрической схемы устройства;
-составление спецификации использованных компонентов;
-тестирование устройства с помощью программных продуктовнапример, ElectronicsWorkbench;
-разработку печатной платы одного из фрагментов устройства.
Таблица 1 – Варианты заданий на проектирование устройства
| Последняя цифра зачётки | Выражение зависимости выходного сигналаY от входных сигналов Х1иХ 2 | Выходной сигнал | Сопротивление нагрузки Rн |
| 3 | 
| Iпост = 0…10 мА | 2 кОм |
Таблица2 - Параметрывходныхсигналов,помехиинагрузки
| Предпо- следняя цифра зачётки | Сигнал Х1 | Сигнал Х2 | Аддитивная помеханасигналеХ1 | Частотный спектр информативных параметров сигналов |
| 2 | Iпост = 0…5 мА | Usin = 0…10 мВ f=2кГц | Высокочастотная от150 Гц | 10…100 Гц |
РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА
Выражение зависимости выходного сигнала Y от входных сигналов: Х1, Х2:
|
|
|
Сопротивление нагрузки Rн, кОм – 2
Входные сигналы
Х1- Iпост = 0…5 мА
Х2- Usin = 0…10 мB, f = 2 кГц.
Высокочастотная аддитивная помеха на сигнале X1 от 150 Гц
Выходной сигнал Y- Iпост = 0…10 мА
Анализируя выражение зависимости выходного сигнала от входных сигналов, составим первоначальную функциональную схему:
Рисунок 1
Так как сигнал Х1 представлен однополярным током, то нам необходимо преобразовать его в однополярное напряжение. Т.е. поставив после входа Х1 преобразователь тока в напряжение (ПНТ). Так как сигнал Х1 содержит аддитивную помеху от 150 Гц, то нам необходимо установить фильтр низких частот (ФНЧ).
Анализируя второй сигнал Х2, видно, что необходимо установить прецизионный двухполупериодный выпрямитель после его входа. Далее необходимо сгладить пульсации, установив RCцепочку.
Чтобы получить выражение на выходе пропорциональное функциональной зависимости нам необходимо подавать на функциональные блоки напряжения с одинаковыми пределами 0…1 В.
Так как логарифматор выдает напряжение, как будет показано далее 
, то после логарифматора необходимо установить неинвертирующий усилитель с коэффициентом 1/К, который учитывает смещение U.
Известно, что перемножитель дает выходной сигнал: 
, поэтому после него ставим неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 10.
Так как выходной сигнал нам необходимо получить в виде однополярного тока, то после сумматора устанавливаем преобразователь напряжения в ток (ПНТ).
Модифицированная функциональная схема будет выглядеть следующим образом:
Рисунок 2
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 596; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!