8. Разработайте функциональную схему устройства вывода аналоговой информации. Используйте цап с матрицей r-2r.
-вроде схема неправильная. Требуется только функциональная схема. Поэтому не следует писать это.
Рациональным способом уменьшения количества номиналов резисторов является использование резистивной (лестничной) матрицы R —2R, изображенной на рис. 7,6. Выражение (1) реализуется схемой ЦАП при ROC = 3R.
Практическую реализацию многоразрядных схем ЦАП рационально проводить на основе микросхем, содержащих основные блоки ЦАП в одном корпусе.
Плюс: высокая технологичная система, минус: ключей в два раза больше в отличии от ЦАП с двоично-взвешенным сопротивлением.
Режекторный фильтр (заградитель) – это электронный ключ, который фильтрует частоту дискретизации определенной полосы.
Цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП) называют устройства, генерирующие выходную аналоговую величину, соответствующую цифровому коду, поступающему на вход преобразователя. Цифро-аналоговые преобразователи используются для согласования ЭВМ с аналоговыми устройствами, а также в качестве внутренних узлов в аналого-цифровых преобразователях (АЦП) и цифровых измерительных приборах. Цифро-аналоговое преобразование в рассматриваемых в данной книге ЦАП состоит в суммировании эталонных величин, соответствующих разрядам входного кода. Применяются в основном два метода цифро-аналогового преобразования: суммирование единичных эталонных величин и суммирование эталонных величин, веса которых отличаются. В первом при формировании выходной аналоговой величины используется только одна эталонная величина весом в один квант. Во втором методе применяются эталонные величины с весами, зависящими от номера разряда, и в суммировании участвуют только те эталонные величины, для которых в соответствующем разряде входного кода имеется единица. При этом используется двоичный позиционный код или двоично-десятичный. В случае двоичного позиционного кода значения всех разрядов поступают одновременно на все входы ЦАП. Работа таких ЦАП описывается выражением
Х = Р(а12-1+ а22-2+…+ аi2-b), (1)
где Х - выходная аналоговая величина; аi, — коэффициенты соответствующих двоичных разрядов, которые принимают дискретные значения единица или нуль; Р — опорный сигнал; b — число разрядов. Опорным сигналом может служить напряжение постоянного или переменного тока. В преобразователях из опорного сигнала формируются эталонные величины, соответствующие значениям разрядов входного кода, которые суммируются и образуют дискретные значения выходной аналоговой величины. Дальнейшая классификация ЦАП может быть проведена по разным признакам:
а) способу формирования выходного сигнала (с суммированием напряжений, делением напряжения, суммированием токов);
б) роду выходного сигнала (с токовым выходом, выходом по напряжению);
в) полярности выходного сигнала (униполярные, биполярные);
г) характеру опорного сигнала (постоянный, переменный);
д) конструктивно-технологическому исполнению (модульные, гибридные, интегральные);
е) типу элементов для суммирования и деления (резистивные, емкостные, оптоэлектронные).
Базовая схема ЦАП, реализующего выражение (1), показанная на рис.7.a, содержит источник опорного напряжения E0, матрицы двоично-весовых резисторов, набор ключей и дифференциальный операционный усилитель. Основные недостатки этой схемы определяются необходимостью применения резисторов с большим диапазоном номиналов, например 1R — 1024R для 10-разрядного ЦАП.
Рациональным способом уменьшения количества номиналов резисторов является использование резистивной (лестничной) матрицы R —2R, изображенной на рис. 7,6. Выражение (1) реализуется схемой ЦАП при ROC = 3R.
Практическую реализацию многоразрядных схем ЦАП рационально проводить на основе микросхем, содержащих основные блоки ЦАП в одном корпусе.
9. Организуйте опрос, нормализацию, фильтрацию и коррекцию динамической ошибки (схему выборки-хранения) 8-ми полупроводниковых датчиков температуры.
Схема выборки хранения:
Для запоминания изменяющихся аналоговых сигналов на время преобразования, коммутации и других операций в системах сбора информации используют схемы выборки — хранения (рис. 6, а), на котором Кл — ключ. Элементом памяти схемы выборки -хранения является конденсатор С (0,1мкФ обычно), подключаемый на время выборки к источнику сигнала. Основные параметры этого устройства: время выборки, апертурное время (интервал времени между подачей сигнала на хранение и момента завершения аналогово-цифрового преобразования) и максимальное время хранения
Характер разряда С (конденсатора):
10. Организуйте коммутацию электромагнитов пускателей переменного тока (Uпит - ~110V, Iпот – 0.63А)
Q1- оптопара она же гальваническая развязка
U1-симистр
Симистор
Симиcтop - полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он ведет себя как разомкнутый выключатель. Напротив, подача управляющего тока на управляющий электрод симис-тора ведет к переходу его в проводящее состояние. В это время симистор подобен замкнутому выключателю.
При отсутствии управляющего тока симистор во время любого полупериода переменного напряжения питания неизбежно переходит из состояния проводимости в закрытое состояние.
Ограничения при использовании
Симистор накладывает ряд ограничений при использовании, в частности при индуктивной нагрузке. Ограничения касаются скорости изменения напряжения (dV/dt) между анодами симистора и скорости изменения рабочего тока di/dt.
Действительно, во время перехода симистора из закрытого состояния в проводящее внешней цепью может быть вызван значительный ток. В то же время мгновенного падения напряжения на выводах симистора не происходит. Следовательно, одновременно будут присутствовать напряжение и ток, развивающие мгновенную мощность, которая может достигнуть значительных величин. Энергия, рассеянная в малом пространстве, вызовет резкое повышение температуры р-п переходов. Если критическая температура будет превышена, то произойдет разрушение симистора, вызванное чрезмерной скоростью нарастания тока di/dt.
Ограничения также распространяются на изменение напряжения двух категорий: на dV/dt применительно к закрытому симистору и на dV/dt при открытом симисторе (последнее также называется скоростью переключения).
Чрезмерная скорость нарастания напряжения, приложенного между выводами А1 и А2 зарытого симистора, может вызвать его открытие при отсутствии сигнала на управляющем электроде. Это явление вызывается внутренней емкостью симистора. Ток заряда этой емкости может быть достаточным для отпирания симистора.
Однако не это является основной причиной несвоевременного открытия. Максимальная величина dV/dt при переключении симистора, как правило, очень мала, и слишком быстрое изменение напряжения на выводах симистора в момент его запирания может тотчас же повлечь за собой новое включение. Таким образом, симистор заново отпирается, в то время как должен закрыться.
Рис.10. Симистор с защитной RC-цепочкой
При индуктивной нагрузке симистора или при защите от внешних перенапряжений для ограничения влияния dV/dt и тока перегрузки желательно использовать защитную RC-цепочку (рис. 10).
Расчет значений R и С зависит от нескольких параметров, среди которых - величина тока в нагрузке, значения индуктивности и номинального сопротивления нагрузки, рабочего напряжения, характеристик симистора.
Совокупность этих параметров с трудом поддается точному описанию, поэтому часто принимают во внимание эмпирические значения. Включение сопротивления 100-150 Ом и конденсатора 100 нФ дает удовлетворительные результаты. Однако отметим, что значение сопротивления должно быть гораздо меньше (или одного порядка), чем величина полной нагрузки, являясь достаточно высоким для того, чтобы ограничить ток разряда конденсатора с целью соблюдения максимального значения di/dt в момент отпирания.
RC-цепочка дополнительно улучшает включение в проводящее состояние симистора, управляющего индуктивной нагрузкой. Действительно, ток разряда конденсатора устраняет влияние задержки индуктивного тока, поддерживая рабочий ток выше минимального значения удерживающего тока Iуд(Iн).