Содержание

Введение………………….…………………………………………..….…..….2

1. Обзор……………………………………………………………...……….…3

2 Разработка структурной схемы устройства и описание работы его

по структурной схеме ……….……………………….…………..…….…..…4

3 Разработка и расчет принципиальной схемы……….……………...…......6

3.1 Разработка и расчёт входного дифференциального усилителя….......6

3.2 Разработка и расчёт фазочувствительного выпрямителя……………8

3.3 Разработка и расчёт фильтра I нижних частот…………………....…..10

3.4 Разработка и расчёт входного усилителя…………….………………..13

3.5 Разработка и расчёт прецизионного выпрямителя……………………15

3.6 Разработка и расчёт фильтра II нижних частот………………….........17

3.7 Разработка и расчёт усилителя ограничителя…………………...…….18

3.8 Разработка и расчёт компаратора с положительной обратной

связью …………………………………………………………………...……19

3.9 Разработка и расчёт аналого-цифрового преобразователя……….........21

3.10 Разработка и расчет выходного преобразователя.……………………23

3.11 Разработка и расчет блока питания……………………………………24

4 Анализ погрешностей устройства……………………………….……………27

Заключение……………………….…………………………….…………...……34

Литература……………………………………….……………………........…….35

Спецификация………………………………….….……………………………...36

ВВЕДЕНИЕ

Большинство устройств в наше время очень сложны в своём управлении из-за таких физических процессов, как температура, перемещение и напряженность магнитного поля, являются аналоговыми. А большинство практических методов обработки, вычис­ления и визуального представления информации – цифровыми.

Несмотря на широко распространенное применение преобразо­вателей, стандартизации в этой области почти нет. Также отсут­ствуют производственные линии, в которых производство преобразователей доминирует настолько, чтобы обеспечить практичес­кую основу для стандартизации. К тому же изготовители огова­ривают определенные допустимые условия для своих приборов. При анализе табличных данных следует уделять большое, внима­ние выявлению условий, при которых определяется каждый параметр. Разные фирмы - изготовители преобразователей определя­ют и проверяют одни и те же параметры различными способами. В этом случае разработчик систем должен быть сам убежден в том, что преобразователь будет согласован и совместим с систе­мой.

Эти трудности дополнительно усугубляются многообразием в терминологии и неточностью определений. Изменение технологии производства, разработка новых полупроводниковых элементов м изменяющиеся требования, продиктованные условиями минималь­ной стандартизации, приводят к возрастающему разнообразию имеющихся преобразователей. К тому же, поскольку методы пре­образования различны, одинаково названные приборы могут про­являть едва заметные, но существенные для эксплуатации отли­чия. В результате выбор наилучшего преобразователя для кон­кретного применения требует высокой степени мастерства.

Данное устройство способно измерять входное напряжение, которое поступает из датчиков, и сообщать об его изменении, а также хранить предыдущие результаты. Полученные результаты измерения в дальнейшем могут быть поданы на систему управления, что позволит облегчить контроль над устройством.

Использование интегральных микросхем в данном курсовом про­екте позволяет миниатюризировать устройство, уменьшить его се­бестоимость, а так же увеличить точность измерения и его надежность.

1. Обзор

Компараторы можно отнести к специализированным ОУ, в которых нормальным является нелинейный режим работы каскадов. Компараторы предназначены для сравнения входного сигнала с опорным. При этом в зависимости от того, больше входной сигнал опорного или меньше (на доли милливольта), на выходе компаратора за минимальное время должно установиться напряжение лог.0 или лог.1. Приемниками выходных сигналов компараторов обычно являются логические схемы. Поэтому выходные напряжения каждого компаратора согласуется с ТТЛ, ТЛЭС или КМОП схемами.

Подобно ОУ в компараторе обычно три каскада: входной дифференциальный усилитель, промежуточный усилитель и выходной формирователь ВФ.

Основные схемотехнические различия современных компараторов заключены в ВФ. Последний может быть эмиттерным повторителем (К521СА2, К521СА1, К521СА5), одновходовым (К521СА3) или дифференциальным (К597СА1) усилителем, логическим элементом (К597СА2, К521СА4) и т.д. Однако независимо от конструкции ВФ должен быть усилителем мощности, формирующим на выходе компаратора соответствующие уровни напряжений U0 или U1.

Основные отличия схемотехники компараторов от ОУ:

1. Т.к. компараторы не предназначены для работы с обратной связью, то в них отсутствует частотная коррекция.

2. В отличие от ОУ, которые являются линейными элементами, в компараторах может использоваться дозированная положительная обратная связь для повышения быстродействия и в этом случае на выходе компаратора при любом входном напряжении может быть только одно из двух напряжений, соответствующих высокому и низкому уровню.

3. В компараторах применены специальные методы по повышению быстродействия (например, транзисторы Шотки и др.).

4. Выходной каскад спроектирован таким образом, чтобы согласовываться как по уровню, так и по току с цифровыми микросхемами.