9 Расчёт элементов схемы

9.1 Расчет пассивного фильтра.

Входной фильтр в данном устройстве является ФНЧ. Рассчитаем его при условии, что частота среза равна 50 Гц. Для этого зададимся ёмкостью конденсатора: С₁=0,1мкФ. Сопротивление резистора определим из уравнения, полученного на основе передаточной функции данного фильтра :

, решая уравнение, получимR₁=31,83 кОм.

Выберем сопротивление R₄ из стандартного ряда сопротивлений Е96:R₁=31,6 кОм.

Рисунок 15 – АЧХ фильтра

9.2 Расчет схемы сброса

Сброс МПС осуществляется подачей сигнала, равного «1», на вход RESМП. Схема сброса показана на рисунке 19. Для гарантированного сброса ОМК К1816 этот сигнал должен удерживаться на выходеRESв течение 24 периодов ГТИ (генератора тактовых импульсов). Время запуска ГТИ зависит от его частоты и для 12 МГц составляет примерно 1 мс. Длительность импульса на выходеRESМП определяется постоянной времениRC-цепи.

Конденсатор при нажатии на кнопку S1 начинает заряжаться по экспоненциальному закону [11]:

(1)

Он будет заряжаться до порога переключения логического элемента DD4, значит:

Решая уравнение (1), получим выражение для постоянной :

.

Учитывая что

и задавшись C11=1 мкФ, найдём значение сопротивления

Ом,

Выбираем значение сопротивления из стандартного ряда Е24 [10]:

R15=1,5 кОм

Рисунок 16 - Схема сброса МПС

9.3 Расчет дискретных входов

Рисунок 17 – Схема дискретных входов

Для гальванической развязки дискретных сигналов использую транзисторный оптрон серии АОТ128Г [10].

Таблица 18 – Параметры дискретных входов

Напряжение на входах	=220 В
Напряжение питания	=5 В
Прямой ток на светодиоде оптрона	=10мА
Прямое падение напряжения на светодиоде оптрона	=1,6 В
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер при =5 мА	=0,4 В

Учитывая исходные данные, найдём значение резистора . По закону Ома для участка цепи:

Ом.

Выберем значение сопротивление из стандартного ряда Е24 [10]:

R₁₅= 22 кОм

Для защиты светодиода оптрона от значительных обратных напряжений, которые могут возникнуть при ошибочном изменении полярностей входных дискретных сигналов, встречно с диодом оптрона подключается выпрямительный диод VD2серииКД424А.

Конденсатор С8выбираем из условия отстройки от высокочастотных помех.

Для низкочастотного фильтра коэффициент передачи рассчитывается по формуле [11]:

,

где

Откуда при (что соответствуетf 0=50 Гц) находим значение емкостиС8:

Выберем значение С8из стандартного рядаЕ24:

мкФ

Сопротивление R16, шунтирующее базоэмиттерный переход транзистора оптрона, исходя из указаний по его применению [9]и эксплуатации выбирается равным 110 кОм.

Токоограничивающее сопротивление R14выберем, таким образом, чтобы в открытом состоянии по коллектору транзистора оптрона протекал ток в пределах допустимого значения.

По закону Ома имеем:

Ом

Выберем наиболее близкое значение сопротивления из стандартного ряда Е24

R14= 1 кОм

9.5 Расчёт схемы управления выходным реле

Рисунок 19 - Схема управления выходным реле	В качестве выходных реле используем реле фирмы RELPOLсерииRM84. Так как в качестве источника питания используется блок питания напряжением +12В, то для этого случая удовлетворяет тип реле 1012. Основные технические характеристики реле:
	Активное сопротивление обмотки		=360 Ом
	Номинальная потребляемая мощность		=0,44 Вт
	Номинальное напряжение обмотки реле		=12 В
	В качестве усилительного каскада используем транзисторный ключ с транзистором серии КТ315Б. Его основные технические данные:
	Максимальный ток коллектора	=100 мА
	Максимальное напряжение эмиттер- коллектор	=20 В
	Статический коэффициент передачи тока	=50
	Напряжение насыщения база-эмиттер	=1 В
	Напряжение насыщения коллектор-эмиттер	=0,4 В

Найдём номинал резистора R39, исходя из условия насыщения транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером [11]:

.

Учитывая что:

и,

;

Ом.

где = 4.4 В – выходное напряжение высокого уровня регистра КР1554ИР22.

Выберем значение сопротивления из стандартного ряда Е24

R39 = 5,1 кОм.