2.5.3. Расчет минимального напряжения на выходе модуля

ЦАПа.

Минимальному измеряемому напряжению соответствуют максимальный коэффициент ослабления.

U_min= U_ЦАП К_{ослабления max} .

U_min=5B[1+110⁶ / 8,210³ ]=5B/121= =0,04B.

Но кроме коэффициентов необходимо учитывать и шумы операционного усилителя и затухание сигналов. Поэтому действительное минимальное измеряемое напряжение составляет 0,1 В.

2.5.4. Расчет надежности.

При расчете надежности ВУ необходимо учитывать то условие, что при отказе любого из узлов системы ВУ считается неработоспособным, то есть используется надежностная схема с последовательным соединением элементов.

Интенсивность отказов для различных элементов определяется по следующим формулам :

- для резисторов, конденсаторов и полупроводниковых приборов :

_Э = ₀ * K_Э * K_Р ;

- для цифровых и аналоговых микросхем :

_Э = ₀ * K_Э * K_С.Т. ;

- для резонаторов и опто - коммутаторов :

_Э = ₀ * K_Э ;

В таблице 1. приведен расчет надежности для всех элементов схемы .

Таблица 1. Надежностные параметры элементов.

Элемент	0 , 10-6 1/час	КЭ	КР	КС.Т.	n	i = 0 * n, 10-6 1/час
PIC 16C74	0,017	1,5		15	1	0,383
МАХ 513	0,017	1,5		1,68	1	0,043
1401УД3	0,017	1,5		1,68	1	0,043
К561КП2	0,017	1,5		1,68	3	0,129
С2-29	0,04	5	0,7		9	1,26
Р1-12	0,026	5	0,36		35	1,64
КТ3102	0,05	5	0,54		3	0,405
СП5-16А	0,009	5	0,76		1	0,034
АОТ101АС	0,016	1,5			1	0,042

Суммарная интенсивность отказов равна : _ИТОГ= _i=3,979 10^-6 1/час .

2.5.5. Расчет потребляемой мощности.

В таблице 2. перечислены основные параметры для расчета мощности процессорного модуля. Мощность по каждому типу элементов рассчитывается по следующей формуле :Pi=UпитIпотn .

Таблица 2. Мощностные параметры элементов.

Элемент	Uпит,В	Iпот,мА	n	Pi,мВт
PIC 16C74	5	25	1	125
МАХ 513	5	160	1	800
1401УД3	5	2	1	10
К561КП2	5	0,6	3	9
АОТ101АС	5	0,4	1	2

Суммарная мощность равна : P_ИТОГ = Pi 1 Âò .

2.5.6. Тепловой расчет.

Элементы , используемые при разработке схемы, имеют предельно допустимую температуру работы от -30С до +70С, что полностью удовлетворяет требованию технического задания.

В модулях АЦП , ЦАПа , согласователя , а также в RC - цепочках генератора синхросигнала , используемые резисторы и конденсаторы имеют следующие температурные коэффициенты :

ТКС_R = 10010^-6 1/C

ТКС_C = +3310^-6 1/C .

Погрешность резисторов и конденсаторов в температурном диапазоне рассчитывается по следующим формулам :

- _R = R ТКС_R (T₁ - T₂) ,

- _C = C ТКС_С (T₁ - T₂).

Вычислим максимальную и минимальную погрешность .

R_max= 1 Ì , à R_min = 8,2 ê ,

С_max=0,1 мкФ , à Ñ_min = 15 ïÔ .

_Rmax = 10⁶ (100 10^-6 1/C (50С -(-30C))=8 к

_Rmin = 8,210³ (100 10^-6 1/C (50С -(-30C))= =65,6

_Ñìàõ= 0,110^-6 Ф(3310^-8 1/C(50 С -(-30 C))=2,64 *10^-12 Ф= =2,64 пФ,

_Ñmin=1510^-12 Ф(3310^-8 1/C(50 С-(-30 C))=3,96 *10^-16 Ф= =0,396 фФ .

Погрешность температурной нестабильности времязадающего кварцевого генератора , с дистабилизирующими конденсаторами рассчитывается следующим образом :

_Ñ=1510^-12 Ф(3310^-8 1/C(50 С-(-30 C))=3,96 *10^-16 Ф= =0,396 фФ .

Изменение значений дистабилизируюших конденсаторов на 0,396 фФ не влияет на изменение частоты генерируемого сигнала , на формирование сигналов инициализации процессора такая погрешность не будет иметь влияние.

Изменение входного напряжения от температуры определяется температурным дрейфом резисторов Р1-12 и операционного усилителя 1401УД3 .

U_R (t) = ТКС_R ( T₂ - T₁ ) 100% =(10010^-6 1/C (50С -( -30C)) 100% = 0,8 %

U_ОУ (t) = Uсм(t)/Uвхmax100%=610^-3/5100%=0,12% ;

U_ÂÕ (t) = U_R (t)+ U_ОУ (t) = 0,43% + 0,12% = 0,55% ;

Такая погрешность входного напряжения не скажется на точности измерения входного сигнала .