Выбор типа компаратора

2.2.   Выбор типа компаратора.

Расчет схемы сводится к выбору типа компаратора и определения параметров резисторов R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₁₉, R₂₀.

В основу расчета приняты 2 условия:

1. Минимальное влияние входных токов I_вх компаратора

2. Минимальное влияние величины напряжения смещения U_см на формирование выходного сигнала (на точность работы).

Первое требует равенства эквивалентных сопротивлений, подключаемых к инвертирующему и не инвертирующему входам компаратора:

      (3.)    , .

Условие (3) приводит к необходимости включения дополнительных резисторов R₁₉ и R₂₀ на соответствующие входы компараторов DA1.1 и DA1.2.

Второе условие ограничивает величину эквивалентных сопротивлений, подключаемых к входам компаратора:

      (4.)    ,

где:

U_см – напряжение смещения выбранного компаратора,

I_вх – входной ток выбранного компаратора.

Определим точнее условие (4). Будем считать, что снижение эквивалентного сопротивления по отношению к значению U_см/I_вх на порядок, является достаточным. Тогда условие (4) будет иметь вид:

      (5.)    .

При этом следует иметь ввиду, что влияние U_см на точность не исключено. Сведено до минимума влияние входных токов I_вх выполнением условий (3) и (4).

При выборе типа компаратора учтём два положения:

а) возможность формирования выходного цифрового сигнала, соответствующего стандартному уровню КМОП серии логических элементов,

б) численное значение напряжения смещения U_см, приведенное в справочных данных.

Если напряжение U_см велико, то необходимо применить дополнительную схему балансировки, подключаемую к дополнительным выводам NC компаратора в соответствии с рекомендацией, приводимой в литературе . Напряжение U_см будем считать большим, если:

      (6.)    .

А мы имеем следующее: это условие выполняется при исползовании компаратора К597СА3.Параметры U_СМ = 0,005 В,I_ВХ = 0,25мкА

2.3.   Расчет параметров элементов принципиальной схемы.

При расчете сопротивлений резисторов делителей, задающих требуемые пороговые значения напряжений, определим ток, протекающий через делитель. Рассмотрим делитель напряжения R₁, R₂, R₃ для задания порогового уровня U_Д1min (рисунок 5). Делитель напряжения необходимо спроектировать так, чтобы с выхода R₂ можно было получить U_Д1min при выборе стандартных (по ГОСТ) значений сопротивлений резисторов R₁, R₂, R₃. Задача расчета существенно упрощается, если выбрать ток делителя R₁, R₂, R₃ – I_д, значительно превышающий входной ток компаратора I_вх.

Если

      (7.)    ,

то входной ток компаратора можно не учитывать при расчете сопротивлений резисторов.

Для точной установки напряжения порогового уровня используется регулировочный резистор R₂. Осью потенциометра можно плавно изменить величину порогового напряжения в пределах от 0,9U_Д1min до 1,1U_Д1min.

Рисунок 5.Схема делителя

Для определения тока делителя (I_д). необходимо воспользоваться формулой (3) с учетом выражения (5) :

      (8.)    ,

      (9.)    ,

    (10.)    ,

    (11.)    .

С учетом формул (9), (10), (11) преобразуем соотношение (8) и представим в виде:

    (12.)    .

Из уравнения (12) определим неизвестный ток делителя I_д:

    (13.)    .

Ток делителя R₄, R₅, R₆ будет определен аналогично выражению (13):

    (14.)    .

Подставляя в выражения (13) и (14) паспортные значения компаратора К597СА3, U_см= 0,005 В, I_вх= 0,25мкА и исходные данные напряжений датчиков Д₁, Д₂, Д₃, получим:

Проверяя условие  делаем вывод, что входным током компаратора можно пренебречь из-за малой величины, и пользуясь только током делителя I_Д рассчитаем сопротивления резисторов делителя для датчика Д₁:

    (15.)    ,

    (16.)    ,

    (17.)    ,

    (18.)    ,

    (19.)    ,

    (20.)    ,

где: R_1p, R_2p, R_3p, R_4p, R_5p, R_6p – расчетные сопротивления резисторов.

Далее по ГОСТ выбираем номиналы сопротивлений резисторов R₁ R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ по условию:

R₁ £ R_1p, R₂ £ R_2p, R₃ £ R_3p, R₄ £ R_4p, R₅ £ R_5p, R₆ £ R_6p,

то есть из ряда стандартных значений выбирается равное ближайшее или меньшее значение.

С учётом гостированных номиналов резисторов рассчитаем ток делителей:

    (21.)   

    (22.)   

Далее делаем проверку возможности установки требуемого напряжения на резисторах R₂ и R₅:

    (23.)   

    (24.)   

С резисторами, выбранными по ГОСТ мы сможем обеспечить необходимые напряжения на входах компаратора.

По формуле 3 рассчитаем сопротивление эквивалентных резисторов:

,

.

Расчёт резисторов для датчиков Д₂ – Д₃ проводится аналогично описанному выше.

Проводя аналогичные вычисления для резистивных делителей датчиков Д₂ и Д₃ с тем же компаратором К597СА3 расчитаем сопротивления резисторов:R₇ – R₁₈ и R₂₁ – R₂₄.

R₇=3900 (OM), R₈=750 (OM), R₉=3300 (OM), R₁₀=2000 (OM),

R₁₁=1300 (OM), R₁₂=6200 (OM), R₁₃=3600 (OM), R₁₄=750 (OM),

R₁₅=3300 (OM), R₁₆=2700 (OM), R₁₇=1000 (OM), R₁₈=4300 (OM),

R₂₁=2000 (OM), R₂₂=2000 (OM), R₂₃=2000 (OM), R₂₄=2000 (OM),

Похожие работы

Проблемы выбора системы электронного документооборота на предприятии

Скачать

144824

1

0

... все названные критерии. Причем данным набором дело не ограничивается, поскольку наука и практика не стоит на месте, появляются новые реалии и обстоятельства. 2.2.Проблема выбора система электронного документооборота на предприятиях малого и среднего бизнеса Основными российскими тенденциями начала третьего тысячелетия стал безбумажный технологический бум во всех сферах человеческой ...

Электронные деньги

Скачать

82569

1

1

... устойчивыми банками; ·  использовать надежный механизм защиты информации, основанный на проверенных криптографических стандартах; ·  оставаться дешевой для Internet-торговцев и покупателей. 7. Банки и электронные деньги Политика содержания отделений, с их большими расходами и низкой рентабельностью, обязательно окажется под угрозой там, где еще не оказалась. Небольшой американский Mark ...

Основные понятия информатики

Скачать

142378

5

0

... . Поэтому так легко путешествовать по Всемирной паутине (WWW — Worl Wide Web), переходя с сайта на сайт по гиперссылкам. Для отображения в «плоском* тексте смысловых связей между основными разделами или понятиями можно использовать гипертекст. Гипертекст позволяет структурировать документ путем выделения в нем слов-ссылок (гиперссылок). При активизации гиперссылки (например, с помощью щелчка мышью ...

Свойства информации. Единицы измерения количества информации

Скачать

225314

2

0

... раза. В силу специфичности информации схемы определения количества информа­ции, связанные с ее содержательной стороной, оказы­ваются не универсальными. Универсальным оказывается алфавитный подход к измерению количества информации. В этом подходе сообщение, представленное в какой-либо знаковой системе, рассматривается как совокупность сообще­ний о том, что заданная позиция в последовательнос­ти ...