Предельно допустимые режимы эксплуатации

Максимальное напряжение питания…………………………………..5,25 В

Максимальный выходной ток низкого уровня……………………….2,2 мА

Максимальный выходной ток высокого уровня…………………….|-0,4| мА

Максимальная емкость нагрузки …………………………………….190 пФ

Температура окружающей среды……………………………………-10...+70 С

Расчет генератора тактовых импульсов

Генератор тактовых импульсов (ГТИ) построен на микросхеме К1533ЛА3. Частота тактовых импульсов f=4 кГц, выбираем сопротивление R=10000 Ом.

Частота тактовых импульсов определяется по формуле:

.

Из этой формулы емкость определяется следующим образом:

Исходя из ряда предпочтительных чисел С = 8 нФ типа КМ-6 с допуском по емкости ±20%.

R1=10 кОм МЛТ-0,125;

R2=1 кОм СП3-37-0,125

Рисунок 11 - Генератор тактовых импульсов

Выбор и расчет опторазвязки

Опторазвязка представляет собой пару светодиод-фототранзистор (фотодиод), объединенных в одном корпусе и предназначенную для гальванической развязки входа и выхода. Гальваническая развязка используется для защиты блоков аппаратуры стоящих после опторазвязки от попадания высоковольтных импульсов на цепь, стоящую до опторазвязки. Опторазвязка также уменьшает помехи.

Для данного канала ввода информации выбирается транзисторная оптопара типа АОТ 101 БС (рисунок 13). Излучателями в данной оптопаре являются эпитаксиальные диоды на основе твердого раствора галлий – алюминий – мышьяк; приемниками – кремниевые планарные n-p-n фототранзисторные. Выпускаются в пластмассовом корпусе. Масса не более 1,5 г.

Рисунок 13 - Транзисторная двухканальная оптопара АОТ 101 БС.

Таблица 2 - Электрические параметры микросборки АОТ101БС при Т_{окр.среды}=25 °С.

Таблица 3 - Предельные эксплутационные данные микросборки АОТ101БС

Схема включения оптопары на рисунке 14.

Рисунок 14 -Схема включения оптопары.

Рассчитаем резисторы R 5, R6 и R7 для оптопары.

U_R6 = U_пит – U_тр = 15 – 1,7 = 13,3 В;                                               (10)

U_R5 = U_вх – U_д = 2,5 – 0,4 = 2,1 В;                                                    (11)

=886,67 Ом;                                                        (12)

=333 Ом;                                                           (13)

=125 Ом;                                                        (14)

Исходя из расчетов выбираем резисторы:

R5=125 Ом ±5% типа МЛТ-0,125,

R6 = 886,67 Ом ±5% типа МЛТ-0,125,

R7 = 333 Ом ±5%  типа МЛТ-0,125.

Определение основных метрологических характеристик канала ввода информации

Расчет погрешности канала

Общая погрешность канала будет складываться из всех погрешностей составных элементов канала.

2.1.1 Расчет погрешности частотного датчика.

Аддитивная погрешность канала определяется погрешностью всех входящих в его состав резисторов:

 ∆_м= .                          (15)

Мультипликативная составляющая погрешности равна 1%.

2.1.2 Расчет погрешности дифференциального усилителя.

Рассчитаем аддитивную составляющую этой погрешности:

                                                                                         (16)

                            (17)

Рассчитаем мультипликативную составляющую этой погрешности:

                                                                                     (18)

;                    (19)

2.1.6 Расчет погрешности опторазязки.

                                                 (20)                                        

2.1.7 Расчет общей погрешности канала.

Рассчитаем аддитивную составляющую этой погрешности:

             ∆_ад=∆_м +∆U_выхду =10 + 0,21 = 10,21 %.                           (21)   

Рассчитаем мультипликативную составляющую этой погрешности:

                  ∆_м=∆R_t + ∆U_выхду = 2 + 0,071 = 2,071 %.                               (22)

Общая погрешность канала:

∆=∆_ад+ ∆_м+∆_оп+∆_шим = 10,21 + 2,07 + 8,67 + 0,02 = 20,97%.              (23) 

Общая погрешность получилась 20,97 %. Для устранения этой погрешности в схеме необходимо предусмотреть регулировочные узлы, которые устраняют погрешность смещения нуля (аддитивную погрешность) и мультипликативную погрешность. Мультипликативная составляющая устраняется введением в обратную связь усилителей регулировочных узлов (подстрочных резисторов). Для устранения аддитивной составляющей в усилителе используются цепи коррекции смещения нуля.