Курсовая работа: Разработка системы автоматического управления положением объекта

ГТИ – генератор треугольных импульсов; CC1, СС2 – схемы сдвига; К1, К2 – компаратор; ФИУ1, ФИУ2 – формирователь импульсов управления; ПТ1, ПТ2 – полевой транзистор

Рисунок 9

ГТИ формирует треугольные импульсы заданной частоты и амплитуды. Первая схема сдвига уровней СС1 осуществляет сдвиг выходного сигнала вверх на , равный в нашем случае 2 В. Вторая схема сдвига уровней СС2 осуществляет сдвиг выходного сигнала вниз на . На неинвертирующий вход компараторов К1, К2 подается входной сигнал, равный 0,68 В. После компараторов сигнал обладает некоторым отрицательным значением. Чтобы эту часть исключить, а также для окончательного формирования импульсов, сигнал подают на формирователь импульсов управления. После чего сигналы поступают на затворы полевых транзисторов.

Блок №1: Генератор треугольного напряжения

Схема генератора треугольного напряжения представлена на рисунке 10:

Рисунок 10

Генератор состоит из неинвертирующего триггера DA2 и инвертора DA3, который интегрирует постоянное напряжение триггера. Когда выходное напряжение интегратора достигает порога срабатывания триггера, то выходное напряжение последнего изменяет полярность и конденсатор начинает перезаряжаться, пока не достигнет другого порога срабатывания триггера противоположного знака.

Амплитуда выходного напряжения зависит от порога срабатывания триггера:

, (2)

где – это напряжение насыщения операционного усилителя. Период колебаний равен удвоенному времени, в течение которого выходное напряжение интегратора изменится от до :

(3)

Используя формулу (3) для расчёта периода колебаний, можно рассчитать частоту сигнала, идущего с генератора.

При этом учитывается, что частота с генератора должна не менее чем в 10 раз превышать частоту входного сигнала:

Т.к. частота входного сигнала 50 Гц, то частота с генератора должна быть 500 Гц. Следовательно, период колебаний равен с. Напряжение срабатывания В. Амплитуда выходного напряжения должна быть равна В. Выберем элементную базу для генератора:

Пусть кОм, тогда по формуле (2)

кОм

Пусть Ф, тогда по формуле (3) кОм.

Выбирается резистор с номинальным сопротивлением 3,3 кОм.

Генератор выберем на микросхеме К140УД7, справочные данные которой приведены в таблице 3

Таблица 3

Обозначение	Тип	UПИТ , В	Ток питания, мА	UВЫХ , В
DA2	К140УД7	5–20	3	11

Справочные данные на выбранный конденсатор приведены в таблице 4.

Таблица 4

Обозначение	Тип	Емкость, мкФ	Отклонение, %	Номинальное напряжение, В
С12	К73–11	5,1	20	10

Справочные данные на резисторы приведены в таблице 5.

Таблица 5

Обозначение	Тип	Сопротивление, кОм	Отклонение, %	Мощность, Вт
R4	С2–33H	1	5	0,125
R3	C2–33H	33	5	0,125
R5	С2–33H	3,3	5	0,125
R6	C2–33H	1	5	0,125

Блок 2: Повторитель напряжения.

Нагрузка оказывает влияние на сигнал, идущий с генератора, вызывая смещение. Во избежание этого после генератора треугольных импульсов ставят повторитель напряжения (рисунок 11).

Выходной сигнал с повторителя напряжения будет аналогичен выходному сигналу с генератора.

Повторитель выберем на микросхеме К140УД7, справочные данные которой приведены в таблице 6.