Реферат: Разработка устройства регистрации сигналов с датчиков
Учитывая, что R3>Rнагр.ОУ = 2КОм, возьмем R9=10КОм, то
R1=40 КОм; R2=11,5 КОм; R3=6,7 КОм; R4=4,7 КОм; R5=3 КОм; R6=2,5 КОм; R7=2,2 КОм; R8=1,9 КОм.
4.2.3. Интегрирующий усилитель
Интегрирование аналоговых сигналов осуществляется ОУ с емкостной ОС. В этом случае выходное напряжение описывается выражением:
, где U0 =UВЫХ (t=0)–исходное выходное напряжение интегратора.
Основные составляющие ошибок интегрирования обусловлены напряжением смещения нуля UСМ и входными токами ОУ. При UВХ =0 входные токи протекают через конденсатор C2, заряжая его. Это приводит к появлению линейно изменяющейся составляющей выходного напряжения. Кроме того, UСМ добавляется к напряжению на конденсаторе, и, поскольку это напряжение равно UВЫХ , такая прибавка вносит в результат ошибку, равную UСДВ .
Ошибку, вносимую входным током ОУ, можно уменьшить, если использовать ОУ с полевыми транзисторами на входе и зашунтировать конденсатор в обратной связи резистором R2 .
Частота среза интегратора 
. Нижняя граница интегрирования составляет 
. Таким образом, полоса частот, в которой возможно интегрирование, 
.
Найдем R1 , R2 , C2 . Выберем C2 =0.01 мкФ (К10-47А-МП0-0.01мкФ ±5% ), тогда 
(для уменьшения погрешности возьмем fН =1Гц). Будем использовать резистор С2-29В-0.25-16МОм ±0.5% . На частоте 6кГц 
Будем использовать резистор С2-29В-0.25-2.7кОм ±0.5% . Чтобы убрать постоянную составляющую, введем разделительный конденсатор C1 . Т.к. входное сопротивление равно R1 , то 
, откуда 
. Для 1Гц C1 =50мкФ. Будем использовать К50-16-16В-100мкФ .
5. Интерфейс передачи данных.
На выбор способа передачи влияют в основном два фактора. Это необходимая дальность и скорость передачи. Дальность определена в задании – 20м. Тогда как скорость передачи выбирается нами по собственному усмотрению. Так как 20м – это расстояние на 5м превышающее предельно допустимую дистанцию соединения ПЭВМ напрямую через COM порты, необходимо выбрать другой способ передачи нежели стандартный. Наиболее простой и то же время легко реализуемый – это интерфейс радиальный последовательный (ИРПС ) , который осуществляет к тому же гальваническую развязку компьютера от объекта управления (см РИС 6 .).
РИС 6.
Реализацию интерфейса облегчает наличие серийно выпускаемых микросхем гальванической развязки. Это микросхемы АОТ 127 и 249ЛП1 . Рассчитаем параметры “навесных” элементов:
Ток передачи рассчитывается как:
,
где U=5B
Ck = L*100пФ/м - емкость кабеля (L - длина линии связи). При расстоянии 20м: Ck =20м*100пФ/м=2нФ.
Длительность фронта t=T/10, где T длительность импульса.
При скорости передачи в 19200 бит/сек: T=1/19200=52мкс,
тогда t=52мкс/10=5.2мкс. Рассчитаем Iтп:
Наиболее близким стандартным значением
тока в интерфейсе ИРПС является Iтп=20мА.
Выберем R1 =200 Ом
Далее, для того чтобы транзистор не вошел в насыщение R3 должен быть R3кбо
Iкбо »0,1мА, тогда R3кбо =0.1В/0.1мА=1кОм. Возьмем R3 =500Ом