ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 44
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-6 Ф±1%.
T = 1,4RC => R = T/1,4C = 4/1,4*1*10-6= 2,8571*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
Для f=512Гц:
C = 1*10-6 Ф±1%.
f = 0,7/RC => R = 0,7/Cf = 0,7/512*1*10-6 = 0,0014*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
Для f=512Гц:
C = 1*10-6 Ф±1%.
f = 0,7/RC => R = 0,7/Cf = 0,7/512*1*10-6 = 0,0014*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
В качестве одновибратора используется микросхема К561АГ1.
Если температура окажется выше верхнего порога, то первое реле должно включиться на 8 секунд с момента превышения порога. Если температура окажется ниже нижнего порога, то динамик должен гудеть с частотой 512Гц в течение пяти секунд.
Уровень импульса задаётся с одновибратора. Одновибратор управляется дифференцирующей RC - цепью.
Для реле, включающегося на 8с:
C = 1*10-6 Ф±1%.
T = 1,1RC => R = T/1,1C = 8/1,1*1*10-6= 7,2727*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
Для динамика, включающегося на 5с:
C = 1*10-6 Ф±1%.
T = 1,1RC => R = T/1,1C = 5/1,1*1*10-6 = 4,5454*10-6Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
Уровень логической единицы на выходе микросхем серии 555 - 3,3333В, падение напряжения на светодиоде 2В, значит на резисторе будет падать 1,333В.
Падение на переходе коллектор - эмиттер на биполярном транзисторе - до 0,1В, база - эмиттер - 0,6В.
В схеме был использован биполярный транзистор типа КТ315Е
с коэффициентом усиления по току b=350 и током коллектора IDV=0,1А.
Светодиод управляется ключом на биполярном транзисторе.
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,333В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,333/0,1 = 13,333Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора-13Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,333/1800=0,0007407А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009306/350=0,000002116А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,000002116= 2,079Мом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 2МОм±5%.
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,333В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,333/0,1 = 13,333Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 13Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,333/1800=0,0007407А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009306/350=0,000002116А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,000002116= 2,079МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора - 2МОм±5%.
В устройстве должны использоваться реле типа TRC-D-3.
Реле управляется транзисторным ключом на биполярных транзисторах.
Уровень логической единицы на выходе микросхем серии 555 - 3,675В, падение напряжения на светодиоде 2В, значит на резисторе будет падать 1,675В.
Падение на переходе коллектор - эмиттер на биполярном транзисторе - до 0,1В , база - эмиттер - 0,6В.
В схеме был использован биполярный транзистор типа KT342Б с коэффициентом усиления по току b=286 и током коллектора IDV=0,1А.
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,675В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,675/0,1 = 16,75Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 16Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,675/1800=0,0009305А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009305/286=0,00000325А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,00000325= 1,354МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора -1МОм±5%.
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,675В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,675/0,1 = 16,75Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 16Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,675/1800=0,0009305А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009305/286=0,00000325А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,00000325= 1,354МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1МОм±5%.
Динамик управляется транзисторным ключом на биполярных транзисторах.
Уровень логической единицы на выходе микросхем серии 555 - 3,675В, падение напряжения на светодиоде 2В, значит на резисторе будет падать 1,675В.
Падение на переходе коллектор - эмиттер на биполярном транзисторе - до 0,1В, база - эмиттер - 0,6В.
В схеме был использован биполярный транзистор типа КТ324Б с коэффициентом усиления по току b=286 и током коллектора IDV=0,1А.
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,675В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,675/0,1 = 16,75Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 16Ом±5%
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,675/1800=0,0009305А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 3-0,6В= 2,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009305/286=0,00000325А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 2,4/0,00000325=0,739 МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора – 750КОм±1%.
Разработанная принципиальная схема и перечень используемых в ней элементов представлены в приложении В.
Устройство работает следующим образом: выходной сигнал усилителя принимается на входы компараторов, сравнивающих его с заданными пороговыми уровнями.
Если превышен верхний порог, то на выходе первого компаратора формируется нарастающий фронт и формируется уровень логической единицы. По нарастающему фронту сигнал приходит на одновибраторы, которые формируют импульсы для первого светодиода и реле, а также, на RS-триггер, далее в генератор и счетчик, перед прохождением в динамик и в RS-триггер реле K2, сбрасывающего его работу.
Если превышен нижний порог, то на выходе второго компаратора формируется уровень логической единицы. Сигнал передается на генератор, формирующий заданную частоту и подающий импульс на динамик, а также на RS-триггер, управляющий вторым реле и генератор импульсов, управляющий вторым светодиодом.
Моделирование датчика производится в рабочем окне программы для моделирования цифровых и аналоговых электронных схем EWB.
Представление верхнего и нижнего порога усилителя представлено на рисунках ниже.
Рисунок 7 - Моделирование верхнего порога усилителя в статике
Рисунок 7 - Верхний порог в статике
Рисунок 8 - Нижний порог в статике
Рисунок 9 - Моделирование усилителя в динамике
Далее, при моделировании, создаётся модель датчика.
Рисунок 10 – Модель датчика
Рисунок 11 – Моделирование первого компаратора
Рисунок 12 - Показания осциллографа
Рисунок 14 - Моделирование второго компаратора
Рисунок 15 - Показания осциллографа
Заключение
В ходе работы была рассчитана, спроектирована и протестирована модель датчика AD592. элементы были выбраны с учётом возможности работы при значениях, полученных в расчётах, в соответствии с заданием.
Приложение А. Схема электрическая структурная
Приложение Б. Схема электрическая функциональная
Приложение В. Схема электрическая принципиальная
Приложение Г. Перечень используемых элементов
T = 1,4RC => R = T/1,4C = 4/1,4*1*10-6= 2,8571*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
Для f=512Гц:
C = 1*10-6 Ф±1%.
f = 0,7/RC => R = 0,7/Cf = 0,7/512*1*10-6 = 0,0014*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
Для f=512Гц:
C = 1*10-6 Ф±1%.
f = 0,7/RC => R = 0,7/Cf = 0,7/512*1*10-6 = 0,0014*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
-
Расчёт одновибраторов
В качестве одновибратора используется микросхема К561АГ1.
Если температура окажется выше верхнего порога, то первое реле должно включиться на 8 секунд с момента превышения порога. Если температура окажется ниже нижнего порога, то динамик должен гудеть с частотой 512Гц в течение пяти секунд.
Уровень импульса задаётся с одновибратора. Одновибратор управляется дифференцирующей RC - цепью.
Для реле, включающегося на 8с:
C = 1*10-6 Ф±1%.
T = 1,1RC => R = T/1,1C = 8/1,1*1*10-6= 7,2727*106Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
Для динамика, включающегося на 5с:
C = 1*10-6 Ф±1%.
T = 1,1RC => R = T/1,1C = 5/1,1*1*10-6 = 4,5454*10-6Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1Ом±5%.
-
Расчёт схем управления светодиодами
Уровень логической единицы на выходе микросхем серии 555 - 3,3333В, падение напряжения на светодиоде 2В, значит на резисторе будет падать 1,333В.
Падение на переходе коллектор - эмиттер на биполярном транзисторе - до 0,1В, база - эмиттер - 0,6В.
В схеме был использован биполярный транзистор типа КТ315Е
с коэффициентом усиления по току b=350 и током коллектора IDV=0,1А.
-
Расчёт схемы управления первым светодиодом
Светодиод управляется ключом на биполярном транзисторе.
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,333В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,333/0,1 = 13,333Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора-13Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,333/1800=0,0007407А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009306/350=0,000002116А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,000002116= 2,079Мом.
Ближайший стандартный номинал резистора - 2МОм±5%.
-
Расчёт схемы управления вторым светодиодом
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,333В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,333/0,1 = 13,333Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 13Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,333/1800=0,0007407А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009306/350=0,000002116А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,000002116= 2,079МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора - 2МОм±5%.
-
Расчёт схем управления реле
В устройстве должны использоваться реле типа TRC-D-3.
Реле управляется транзисторным ключом на биполярных транзисторах.
Уровень логической единицы на выходе микросхем серии 555 - 3,675В, падение напряжения на светодиоде 2В, значит на резисторе будет падать 1,675В.
Падение на переходе коллектор - эмиттер на биполярном транзисторе - до 0,1В , база - эмиттер - 0,6В.
В схеме был использован биполярный транзистор типа KT342Б с коэффициентом усиления по току b=286 и током коллектора IDV=0,1А.
-
Расчёт схемы управления первым реле
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,675В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,675/0,1 = 16,75Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 16Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,675/1800=0,0009305А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009305/286=0,00000325А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,00000325= 1,354МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора -1МОм±5%.
-
Расчёт схемы управления вторым реле
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,675В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,675/0,1 = 16,75Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 16Ом±5%.
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,675/1800=0,0009305А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 5-0,6В= 4,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009305/286=0,00000325А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 4,4/0,00000325= 1,354МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора - 1МОм±5%.
-
Расчёт схемы управления динамиком
Динамик управляется транзисторным ключом на биполярных транзисторах.
Уровень логической единицы на выходе микросхем серии 555 - 3,675В, падение напряжения на светодиоде 2В, значит на резисторе будет падать 1,675В.
Падение на переходе коллектор - эмиттер на биполярном транзисторе - до 0,1В, база - эмиттер - 0,6В.
В схеме был использован биполярный транзистор типа КТ324Б с коэффициентом усиления по току b=286 и током коллектора IDV=0,1А.
Падение напряжения на резисторе:
∆URк = 1,675В.
Сопротивление резистора, ограничивающего Iк:
Rк=∆URк /Iд = 1,675/0,1 = 16,75Ом.
Ближайший стандартный номинал резистора 16Ом±5%
Ток, протекающий через светодиод:
Iк=∆URк/Rк=1,675/1800=0,0009305А.
Напряжение на резисторе:
∆URб = Uкомп-0,6 = 3-0,6В= 2,4В.
Ток базы:
Iб=Iк/b=0,0009305/286=0,00000325А.
Сопротивление резистора цепи базы:
Rб=∆URб/Iб = 2,4/0,00000325=0,739 МОм.
Ближайший стандартный номинал резистора – 750КОм±1%.
-
Описание работы устройства по принципиальной схеме
Разработанная принципиальная схема и перечень используемых в ней элементов представлены в приложении В.
Устройство работает следующим образом: выходной сигнал усилителя принимается на входы компараторов, сравнивающих его с заданными пороговыми уровнями.
Если превышен верхний порог, то на выходе первого компаратора формируется нарастающий фронт и формируется уровень логической единицы. По нарастающему фронту сигнал приходит на одновибраторы, которые формируют импульсы для первого светодиода и реле, а также, на RS-триггер, далее в генератор и счетчик, перед прохождением в динамик и в RS-триггер реле K2, сбрасывающего его работу.
Если превышен нижний порог, то на выходе второго компаратора формируется уровень логической единицы. Сигнал передается на генератор, формирующий заданную частоту и подающий импульс на динамик, а также на RS-триггер, управляющий вторым реле и генератор импульсов, управляющий вторым светодиодом.
-
Результаты электронного моделирования
Моделирование датчика производится в рабочем окне программы для моделирования цифровых и аналоговых электронных схем EWB.
Представление верхнего и нижнего порога усилителя представлено на рисунках ниже.
Рисунок 7 - Моделирование верхнего порога усилителя в статике
Рисунок 7 - Верхний порог в статике
Рисунок 8 - Нижний порог в статике
Рисунок 9 - Моделирование усилителя в динамике
Далее, при моделировании, создаётся модель датчика.
Рисунок 10 – Модель датчика
Рисунок 11 – Моделирование первого компаратора
Рисунок 12 - Показания осциллографа
Рисунок 14 - Моделирование второго компаратора
Рисунок 15 - Показания осциллографа
Заключение
В ходе работы была рассчитана, спроектирована и протестирована модель датчика AD592. элементы были выбраны с учётом возможности работы при значениях, полученных в расчётах, в соответствии с заданием.
Список используемых источников
-
Л.А. Брякин. Электротехника и электроника. Конспект лекций. Пенза, ПГУ, 2004. -
Я. Ю. Волкова. Базовые элементы цифровой техники. Изд-во Екатеринбургского государственного университета, 2018. -
Сайт analog-devices.
Приложение А. Схема электрическая структурная
Приложение Б. Схема электрическая функциональная
Приложение В. Схема электрическая принципиальнаяПриложение Г. Перечень используемых элементов