Навигация
Описание принципиальной схемы устройства
50593
знака
2
таблицы
31
изображение
6. Описание принципиальной схемы устройства
Все активные элементы на плате требуют питания 5 В и, согласно ТЗ, необходимо осуществить преобразование входного напряжения 27 В в напряжение 5 В, а также осуществлять управление включением и выключением питания оптических датчиков, необходимо использовать дополнительные управляемые преобразователи напряжения.
В качестве источников питания выберем модули питания фирмы ИРБИС Данные модули являются высокоэффективными преобразователями, изготовленными с использованием технологии поверхностного монтажа на импортной элементной базе. Кроме этого модули имеют гальваническую развязку, высокую стабильность выходного напряжения, защиту от перегрузки и короткого замыкания, а также малые габариты и вес.
Так как, согласно ТО на ПЛИС фирмы ALTERA, микросхема FLEX 10K20TC144 - 3 требует наличия подтягивающих к напряжению питания резисторов сопротивлением 1 КОм, выберем в качестве последних резисторы С2-33 и резистивную матрицу - Б19К-2-1 КОм±10% Обычно данным микросхемам требуется наличие емкостей по питанию для сглаживания возникающих пульсаций, согласно рекомендации фирмы ALTERA выберем следующие конденсаторы:
- керамические - К10-17в-Н90-0.1 мкФ.
- электролитические - К10-17б-Н90-2.2 мкФ.
Схемы ТТЛ имеют определенные ограничения на длительность переднего и заднего фронтов входных импульсов и не реагируют на медленно изменяющиеся сигналы, поэтому для формирования крутых фронтов будем использовать микросхемы 533ТЛ2, являющимися объединенными в один корпус 6-ю триггерами Шмидта.
Для обеспечения работы блока системы индикации будем использовать микросхемы 530ЛН2, являющиеся 6-ю элементами НЕ с открытым коллектором, так как для их работы необходимы подтягивающие к напряжению питания резисторы, выберем в качестве последних - резисторы С2-33-0.125-510 Ом±10%-А-Д-В.
Для усиления формируемых микросхемой импульсов будем использовать буферные каскады, организованные на транзисторах 2ТЗ117А.
Для создания синхроимпульсов, частотой 20 МГц, будем использовать типовую схему кварцевого генератора с резонатором - К1-4ДС-20М,
Для реализации возможности перепрограммирования микросхемы, в качестве разъема для подключения кабеля BYTEBLASTER выберем IDC BH10R.
7. Расчет тока потребления
Ток потребления микросхем серии FLEXI0K20 фирмы ALTERA и ПЗУ ЕРС2 составляет, согласно практическим данным, 65 мА.
Ток потребления системы индикации рассчитаем исходя из следующих положений: прямой ток светодиодов фирмы KingBright составляет 20 мА. Так как количество используемых нами светодиодов равно 24, общий ток потребления всей индикацией при одновременном включении всех светодиодов составит 480 мА, выберем его с запасом 500 мА.
Ток потребления оптического датчика, согласно ТО, не превышает 150 мА. Таким образом, ток потребления двумя оптическими датчиками при их совместной работе будет равен 300 мА.
Так как, согласно заданию, устройство должно формировать ТТЛ импульсы, а нагрузкой является стандартное сопротивление 75 Ом, максимальный ток нагрузки, при формировании логической единицы будет равным I1=5/75=66 mA. Так как выходной ток ПЛИС не может быть больше
25мА на один контакт, применим схему усилителя выходного тока икросхемы. В качестве усилительного элемента будем использовать транзистор 2Т3117А. Усилительный каскад построим по схеме с включением транзисторов с общим коллектором. Режим работы транзистора - ключевой. Так как известен ток в нагрузке, ток базы транзистора найдем из следующих соображений: IK =h2l3Ib, тогда Ib = 733мкА где h2l3CP - средний коэффициент усиления, h2l3.=90.Таким образом, для работы на заданную нагрузку необходим ток базы транзистора 733 мкА.
Так как длительность формируемых импульсов не значительна 40 ± 8 мкс, искажения фронтов усиливаемых сигналов будут невелики, (так как fс = 25 кГц).
Так как, согласно ТЗ, число формируемых импульсов для АС1, АПД1, АПОИ1, АС2, АПД2 и АПОИ2 равно 12, число усилительных каскадов выберем также равным 12-и.Тогда ток потребления всеми каскадами приближенно найдем как 1П0ТР =IK -N, где N- число каскадов усиления. 1потр =66 мА *12 = 792 мА, примем ток потребления равным 1П0ТР =800 мА
Тип источников питания выберем исходя из требуемой входной мощности устройства. Так как, согласно ТЗ, необходимо осуществлять включение и выключение питания двух оптических датчиков независимо друг от друга, и ток потребления каждого из них равен 150 мА, мощность источника питания найдем как: Рист =150 мА • 5В = 750 мВт. Таким образом, для питания двух оптических датчиков выберем два источника серии МПВЗА с максимальной выходной мощностью ЗВТ каждый, так как источники питания с меньшей выходной мощностью не имеют входа управления..
Так как ток потребления всей логической схемой устройства равен: IПОТР = IПЛИС + IИНД + IУС, где IПЛИС – ток потребления микросхемой ПЛИС, IИНД-ток потребления системой индикации, 1УС - ток потребления усилительными каскадами. IПОТР = IПЛИС + IИНД + IУС = 66.5 мА + 0.48 А + 0.8 А = 1.34 А
Мощность потребления логической частью устройства найдем как Рлог =1.34 А*5 В = 6.7 Вт. Таким образом, выберем источник питания серии МПВ10А с максимальной выходной мощностью 10 Вт.
Похожие работы
... ОЗУ – оперативное запоминающее устройство; СА – селектор адреса; ШУ – шина управления; ША – шина адреса; ШД – шина данных Рисунок 1 – Структурная схема микропроцессорного устройства Основным узлом разрабатываемого устройства отображения информации является ЦП. В его функции входит управление всеми остальными узлами устройства. Отдельные блоки соединяются между собой линиями, объединяемыми по ...
... .3 +810.3 Срок окупаемости Лет -- 0.242 -- Вывод Из данного расчета и проведенного анализа технико-экономических показателей делаем вывод о целесообразности внедрения «Автоматизированной системы управления компрессорной установкой». Так как в результате годовая экономия затрат от автоматизации системы составляет 3347839.05 рублей. Это достигается за счет экономии в зарплате 785925.5 ...
... ( пока нужный сектор данных не окажется под головкой чтения/записи) составляет 13 мс против 8-15 мс для НЖМД. WORM системы используют довольно мощный лазер для записи информации. С помощью лазера WORM-устройства обрабатывают поверхность диска для изменения отражающей способности определённых участков диска или для удаления ямок с его поверхности (это достигается за счёт изменения поверхностного ...
... повышения надежности эксплуатации погружного оборудования, получения информации обоснованых параметров скважины, снижения эксплуатационных затрат за счет исключения сложных аварий 5.4 Подбор оптимального режима скважин эксплуатируемых установками ЭЦН и ТМС на Хохряковском месторождении. 1) Перевод на другой вид эксплуатации. Для УЭЦН: 1) Изменением типоразмера УЭЦН. 2) Заглублением ...
0 комментариев