111 / 2.1.2 Електричні розрахунки

2.1.2 Електричні розрахунки.

2.1.2.1 Завдання.

Розрахувати радіо елементи типової схеми включення АЦП КР572ПВ5.

2.1.2.2 Вихідні дані:

1) період вимірювань при частоті мережі 50 Гц Т=320 мс (три виміри в секунду);

2) тривалість періоду мережі Т_с=20мс;

3) зразкова напруга U_зр=100мВ;

4) напруга інтегрування АЦП U_інт=1,55 В.

5) типова схема включення АЦП приведена на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2

2.1.2.3 Розрахунки.

1 Розрахунок зовнішніх елементів R25 i C11, що задають частоту імпульсів тактового генератора АЦП.

Для подавлення перешкод мережі зі значеннями частоти, кратними 50 Гц, тактову частоту генератора необхідно вибирати такою, щоб під час інтегрування, рівному 4000 періодів тактового генератора, вкладалось ціле число періодів напруги мережі.

4000Т_т=20N_c , (2.1)

де Т_т – довжина періоду тактового генератора, с;

N_c – кількість періодів напруги мережі, N_c = 1,2,3,4,5.

Звідки тактова частота при N_c = 5.

1/Т_т=200/N_c ; (2.2)

1/Т_т=200/5=40[кГц].

Менші значення тактової частоти зазвичай не використовують.

Номінали частотозадаючих ланцюгів зв’язані формулою

С_г=0,45/f_T*R_Г. (2.3)

Тобто

С11=0,45/f_T*R25.

Нехай R25=100кОм.

С11=0,45/40000*100000=112,5*10^-12[Ф].

Приймається С11=100пФ.

2 Розрахунок інтегруючого конденсатора С12, час розрядки якого пропорційний вимірюваній АЦП напрузі.

Рекомендовані значення інтегруючого резистора R26=40…470 кОм.

Вибирається R26=47 кОм для мінімального значення вхідної напруги Uвх.

Межі вхідної напруги залежать від зразкової і визначаються формулою

Uвхmax=±1,999Uзр; (2.4)

Uвхmax=±1,999·100·10^-3=±199·10^-3[В]=±199[мB].

Напруга інтегрування АЦП розраховується по формулі

Uінт=4000Uвх/С12·R26 ·f_T. (2.5)

Звідки

С12=4000Uвх/Uінт·f_T·R26; (2.6)

C12=4000·199·10^-3/1.55·40000·47000=0.27·10^-6[Ф].

Вибирається С12=0,22 мкФ.

3 Після експериментальних досліджень роботи АЦП рекомендовані значення С9 та С10 при заданій напрузі входу

1В<Uвх<200B

0.1мкФ<C10<1мкФ

0,047мкФ<C9<0.47мкФ

Обирається С9=0,1 мкФ, С10=1мкФ для Uвхmax.

2.1.2.3 Висновки.

В результаті аналізу роботи АЦП і розрахунків доведено, що вибір зовнішніх радіоелементів типової схеми включення АЦП DA3 зроблено вірно.