2.2 Формирователь импульсов
Формирователь импульсов служит для преобразования сигнала со светочувствительного элемента датчика частоты в информационные импульсы прямоугольной формы и постоянной амплитуды (рисунок 2.2.1).
Формирователь импульсов реализован на базе операционного усилителя DA1 типа OP37A, данная микросхема обладает сверхнизким значением входного напряжения шума, высоким коэффициентом усиления напряжения и предназначена для работы в низкочастотных устройствах. Усилитель работаетот двух источников питания Uип=±15В±10%. И имеет следующие технические характеристики :
Iвх=35нА; Iвых=2мА ; Uвых =12Ви; Iпот=4,7мА.
и типовой микросхемы CD4093BC КМОП структуры.
МикросхемаDD1- микросхема CD4093B - четыре двухвходовых триггера Шмитта, выполняющих функцию И-НЕ. Основное свойство инвертирующего триггера Шмитта - скачкообразное изменение выходного напряжения от уровня логической «1» до уровня логического «0» при плавном повышении входного напряжения и переходе величины U1пор и изменении выходного напряжения от уровня логического «0» до уровня логической «1» при плавном снижении входного сигнала ниже U0пор, причем U1пор > U0пор. Триггеры Шмитта широко применяются для приема цифровых сигналов при большом уровне помех, для формирования сигналов с крутыми фронтами из плавно меняющихся сигналов. И так как микросхема инвертируемая поставим после нее микросхему DD2.1 К555ЛН2. [25]
Рисунок 2.2.1 Формирователь импульсов.
Диод VD1 берем типа КВ522А. Он служит для отсечения отрицательной составляющей входного сигнала.
Параметры диода:
Uобр.=30В
Iпр. max=0,1A
Iобр.max=5 мкА
Fdmax=100000 кГц
Стабилитрон выбираем исходя из напряжения высокого уровня импульсов. Стабилитрон VD2 обеспечивает постоянную амплитуду. VD2 - типа Д808.
Параметры стабилитрона:
Uст.мах.=8В
Uст.мin=7В
rст.=6Ом
Iст.мах=33мА
Iст.мin=3мА
После прохождения через формирователь импульсов сигнал будет выглядеть так как показано на рисунке 2.2.2
Рисунок 2.2.2Временная диаграмма.
В схеме формирователя импульсов принимаем следующие элементы:
DA1-OP37A;
DD1- CD4093BC;
R3,R4 - СП3-22б-0,125-10кОМ±10%;
VD1 - КВ522А;
VD2 - Д808;
DD2.1- К555ЛН2.
2.3 Схема «и»
Схема "И" 5 выполняет роль ключа, пропускающего информационные импульсы в заданном частотном диапазоне, и выполнена в виде последовательно соединенных дифференцирующей цепи и двух элементов «И». Конструктивно схема «И» построена на логических элементах «И-НЕ» и «Исключающее ИЛИ». Схема «И» представлении на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 Схема «И».
Логические элементы DD4.1 и DD4.2 построены на микросхемах типа К561ЛА3 представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ. Элементы DD2.2 и DD2.3 построены на микросхемах К555ЛН2. Микросхема К555ЛН2 представляет шесть инверторов с повышенной нагрузочной способностью. Она также позволяет подавать на входы напряжение, большее напряжения питания, и может применяться для согласования КМОП-микросхем с ТТЛ-микросхемами.
Дифференцирующая цепь нормирует информационные импульсы по длительности и построена на резисторе R5 и конденсаторе C1.
(2.3.1)
=500Гц
Примем С1=1мкФ, тогда
(2.3.2)
Сформированные дифференцирующей цепью информационные импульсы длительностью
Поступают в узел фильтрации. А импульсы проходя через элементы DD4.1÷DD4.2 и DD2.2÷DD2.3 формируются на выходе схемы «И» с незначительным сдвигом во времени.
В схеме «И» принимаем следующие элементы:
DD2.2, DD2.3 – К555ЛН2;
DD4.1, DD4.2 – К561ЛА3;
С1 –К71-4-150В-1мкФ±2%
R5 – С2-29В-0,125-2кОм±0,05%