- •Введение
- •Описание разрабатываемого устройства и
- •1.1 Релеевское рассеяние
- •1.2 Френелевское отражение
- •1.3 Рассмотрим аналоги разрабатываемого устройства:
- •2 Технические требования, предъявляемые к
- •3 Разработка структурной схемы устройства
- •4 Разработка функциональной схемы
- •Программируемая микросхема генерации.
- •5 Расчет и обоснование элементов схемы
- •Технические характеристики стабилизатора lm317:
- •5.2 Обоснование блока генератора сигналов
- •5.3 Расчет и обоснование схемы модуляции излучения сид
- •5.4 Расчет полупроводникового лазера
- •5.5 Расчет и обоснование схемы управления лазерным диодом
- •5.6 Выбор и обоснование блока фотоприемника
- •5.7 Расчет и обоснование усилительного каскада
- •5.8 Расчет и обоснование блока линейного усилителя
- •5.9 Выбор и обоснование блока ацп
- •5.10 Распиновка и назначение выводов
- •5.11 Выбор и обоснование блока индикатора
- •6 Разработка корпуса устройства
- •7 Экономическое обоснование дипломного
- •7.1 Экономическое обоснование
- •7.2 Составление калькуляции себестоимости на производство
- •7.3 Расчёт цены производимого изделия
- •7.4 Сравнительный технико-экономический анализ эффективности
- •8 Охрана труда
- •8.1 Требования безопасности при проведении работ
- •8.1.1 Общие сведения
- •8.1.2 Требования к помещениям при производстве работ
- •8.1.3 Безопасность при эксплуатации пэвм и радиоэлектронного оборудования
- •8.1.4 Электробезопасность
- •8.1.5 Пожарная безопасность
- •9 Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций
- •Заключение
- •Список литературы
Технические характеристики стабилизатора lm317:
Обеспечения выходного напряжения от 1,2 до 37 В;
Ток нагрузки до 1,5 A;
Наличие защиты от возможного короткого замыкания;
Надежная защита микросхемы от перегрева;
Погрешность выходного напряжения 0,1 процента;
Интегральная микросхема LM317 выпускается в корпусе TO-220, ISOWATT220, TO-3, а так же D2PAK.
На рисунке 5.3 представлен внешний вид микросхемы MC33063AD.[16]
Рисунок 5.3 - Внешний вид микросхемы MC33063AD
Электрические параметры данной микросхемы указаны в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Электрические параметры микросхемы MC33063AD
Параметр |
Значение |
Число выходов |
1 |
Выходное напряжение |
1,25 до 40 В |
Выходной ток |
1,5 A |
Частота переключений |
33кГц |
Входное напряжение |
3 до 40 В |
Выходная мощность |
625 мВ |
Рабочая температура |
-40°C до 85°C |
Корпус |
8-SOIC (3.9мм ширина) |
Расчет преобразователя напряжения
Для понижения напряжения будет использоваться микросхема DC-DC преобразователя MC33063AD. Расчет производиться по методике, описанной самим производителем микросхемы (фирма Motorola).[16]
Методика расчетов для преобразования вниз:
(5.3)
где Vout – выходное напряжение преобразователя, В;
Vin – входное напряжение преобразователя, В;
VS – напряжение насыщения, В;
VF – понижение напряжения преобразователем, В4;
ton – длительность переднего фронта промежуточного напряжения в преобразователе, с;
toff – длительность заднего фронта промежуточного напряжения в преобразователе, с.
(5.4)
где F- минимальная частота преобразования.
Значение частоты должно лежать между 24 кГц и 42 кГц. Требование по нижней границе необходимо соблюдать для того, чтобы преобразователь не создавал помех в звуковом диапазоне частот, а превышение верхней ведет к нестабильности работы микросхемы.
(5.5)
(5.6)
(5.7)
где СТ – емкость конденсатора входящего в частотное звено преобразователя, Ф.
(5.8)
где Iout – номинальный ток на выходе преобразователя, А;
Ipk - предельный ток преобразователя, А.
(5.9)
где RSC – сопротивление резистора, задающего амплитуду промежуточных колебаний преобразователя, Ом.
(5.10)
где Lmin – индуктивность катушки в частотной цепи преобразователя (на практике индуктивность должна быть несколько больше расчетного значения), Гн;
ton(min) – минимальная продолжительность переднего фронта напряжения, с.
(5.11)
где С0 – емкость разделительного конденсатора, мФ;
Vriple – желательное напряжение полного размаха, В.
(5.12)
Где R1, R2 – значения сопротивления резисторов, задающих режим работы микросхемы, Ом.
Рекомендуемая схема включения микросхемы представлена на рисунке 5.4.[15]
Рисунок 5.4 – Рекомендуемая схема включения микросхемы MC33063AD
Vout = 5В;
Vin = 9В;
VF = 9-5=4В;
VS = 1.5В.
По формуле (5.1.6) вычисляется соотношение между длительностью фронтов:
(5.13)
Далее по формуле (5.1.4):
(5.14)
По формуле (5.1.5) находим toff:
(5.15)
Из формулы (5.1.6) выражается ton:
(5.16)
Iout = 0.6A
По формуле (5.1.7) находится СТ:
(5.17)
По формуле (5.1.8):
(5.18)
Далее:
(5.19)
(5.20)
Выбираем номинал резистора R2 1кОм, тогда резистор R1 = 3кОм.
По формулам (5.8) и (5.9):
(5.21)
(5.22)
Оптимальное значение катушки 47мкГн.
