Наиболее рациональным решением будет включить вместо Rос резистор переменного сопротивления. Последовательно с ним включим постоянный резистор сопротивлением 1,5 кОм по ряду e6.

R7.1- Резистор С2-33-0,125—1,3к ±10%

R7- Резистор СП5—2-0,5—300 ±10%

Так как для дифференциального усилителя R5=R6=Rвх, а R7=R8=Roc, то следовательно:

R5 - Резистор С2-33-0,125—1000к ±5%

R6 - Резистор С2-33-0,125—1000к ±5%

R8 - Резистор СП5—2-0,5—300 ±10%

R8.1- Резистор С2-33-0,125—1,3к ±10%

R9 - Резистор С2-33-0,125—100к ±5%

Переходим к расчёту ацп.

Вход AI1 соединяем с выходом усилителя, а вход AI2 используем для компенсации смещения. Подаём на него напряжение питания Uпит= 6 В, устанавливаем делитель напряжения . Т.к. Uсм<<Uпит, то приходится устанавливать дополнительные резисторы (для повышение точности калибровки).

По з-ну Ома для участка цепи IR10+IR11+IR12+IR13+IR14=6B;

IR12=0,1 В; (т.к. напряжение смещения может быть порядка +- 30 мВ)

IR10=IR11;

IR13=IR14; пусть I=0,01 мА, тогда:

0,00001R10*2+0,00001*R13*2+0,00001R12=5B

0,00001R10+0,00001* R13=2,47B

Пусть первое слагаемое 2,40 В, а второе 0,07 В, тогда R10=240 кOм = R11, а R13=7 кОм = R14;

R10 - Резистор С2-33-0,125—240к ±5%

R11 - Резистор С2-33-0,125—240к ±5%

R13 - Резистор С2-33-0,125—6,8 к ±5%

R14 - Резистор С2-33-0,125—6,8 к ±5%

Тогда U13= 0,00001*6800=0,068=U14; U12=5-2*2,40-2*0,068=0,064 B => R12=6,4 кОм

R12 - Резистор СП3-39-0,5—6,8к ±10%

Мы знаем из параметров АЦП, что его Uпит= 5 В, Iпотребл= 0,005 А; однако у нас напряжение питания может быть только кратное 1,5 вольтам, возьмём 6 В и подадим на АЦП. Нам необходимо поставить резистор R13.2 для того, чтобы выполнить условия эксплуатации АЦП.

U13=Iпотребл*R13=1 В

R13.2=200 Ом

R13.2 - Резистор С2-33-0,125—200 ±5%

Uопорное у данного АЦП не должно быть больше 10 В. Так как у него 8 выходов (мы используем только 7, но прибор учитывает все имеющиеся выходы), то значит он способен различать 256 значений напряжения от 0 до Uоп. Зададим Uоп= 5 В (параллельно Uпит), тогда следовательно 1 число будет 5В/256, но нам нужно 100 чисел:

Uвх=(5*100)/256=1,95 В

Напряжение 1,95 Вольта на входе АЦП соответствует числу 100. Коэффицент усилителя должен быть как раз таким, чтобы при 45 градусах Uвых усилителя было 1,95 В. (расчёт произведен на странице 10, расчёт операционного усилителя).

Для того, чтобы данные получаемые с АЦП обновлялись в соответствии с изменением температуры, необходимо сделать механизм, который бы перезапускал расчёт с определенной частотой. Для этого воспользуемся входами АЦП CS и RD. При CS=0 схема активна, при RD=1 происходит сброс, даже если на CS в этот момент оставался ноль. Поэтому мы можем заземлить CS, а к входу RD приделать генератор импульсов определенной частоты. Пусть АЦП будет работать с частотой 1 КГц, в таком случае генератор должен создавать импульсы такого вида:

BV- вход на который подается сигнал об истинности данных. В данной схеме его использование необязательно.

Т.К наш АЦП – с открытым коллектором, необходимо подключить к каждому его выходу Резисторы R17-R23 равные 10кОм (по рекоммендации заказчика).

R17-Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

R18-Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

R19-Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

R20-Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

R21-Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

R22-Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

R23-Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

В итоге АЦП имеет вид:

Расчёт генератора прямоугольных импульсов.

Создадим генератор на логических элементах, так он более компактен и энергоемок, чем на операционном усилителе. Используем схему генератора прямоугольных импульсов и последовательно к ней подсоединим схему укорочения импульса.

Рис 10

Период такого генератора определяется по формуле:

T=2*R15*C1

T=1 мс, пусть C1=1,5 мкф, тогда R15=750 Ом

C1 - Конденсатор К10-17-H90—1,5 мкФ

R15 - Резистор С2-33-0,125—750 ±10%

Длинна выходного импульса определяется по формуле:

t=R16*C2

t=10 мкс, пусть C2=1 нФ, тогда R16= 10 кОм

C2 - Конденсатор К10-17-H90—1 нФ

R16 - Резистор С2-33-0,125—10к ±10%

Для реальной схемы возьмём микропроцессорную интегральную схему К561ЛЕ5 – четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ. В этом случае схема Рис 10 будет иметь вид:

Рис 11

Выход генератора – на верхнем элементе.

Диод- необязателен, он служит для защиты входа логического элемента, однако обычно такая защита предусмотрена в самом элементе.

Далее необходимо полученный на выходе АЦП двоичный сигнал перевести в сигналы, которые вызвали бы на семисешментных индикаторах соответствующие по смыслу цифры (значение температуры). Для этого сделаем дешифратор.

Проектирование Дешифратора.

На выходе АЦП мы имеем двоичное число имеющее значение от 1 до 100 (так как интервал измеряемых температур 35,0-45,0 градусов), нам необходимо его перевести в другое двоичное число, которое бы содержало двоичный код, вызывающий загорание определенных жидкокристаллических сегментов индикатора.

Так например температуре 35,0 градусов будет соответствовать двоичное число 0000001 на выходе АЦП и двоичное число 1111110 на выходе дешифратора, тк код 1111110 поданный параллельно по 7ми каналам a,b,c,d,e,f,g вызовет загорание сегментов a,b,c,d,e,f и мы увидим цифру ноль на индикаторе десятых доль градуса. Так мы задали десятые доли градуса, для того чтобы задать единицы и десятки нужно еще 2 дешифратора, подсоединенных параллельно к выходам АЦП, каждый из которых на один и тот же код даёт разные значения (один – пятерку (1011011), другой тройку(1111001)).

Рис. 12

В качестве запоминающих устройств дешифратора нам подойдет микросхема Микросхема КР556РТ5 (см. страницу 9, перечень элементов). Далее необходимо задать параметры ПЗУ.

Так как наше устройство питается не от сети, то нам следует выбрать пассивные элементы индикации, тк они более энергоемкие. Используем ЖК индикаторы. Они потребляют намного меньше мощности, чем активные (светодиоды), однако не могут питаться постоянным напряжением. Для того, чтобы постоянное напряжение на выходе шифратора давало переменное напряжение на входе ЖК сегмента воспользуемся следующей схемой:

Где G – генератор прямоугольных импульсов (см. стр 14)