Разработка формирователей логических уровней (ФЛУ)

2.    Разработка формирователей логических уровней (ФЛУ).

2.1.   Разработка принципиальной схемы ФЛУ.

ФЛУ предназначены для преобразования аналогового сигнала датчиков признаков (U_Д1, U_Д2, U_Д3) в цифровой сигнал. При этом должно быть выполнено условие: цифровой сигнал признаков (Х₁, Х₂, Х₃) принимает “единичное” значение, если:

      (2.)   

Реализуем поставленную задачу использовав два компаратора, формирующих выходные сигналы Х₁¢, Х₁² в соответствии с условием (2). Диаграмма работы компараторов представлена на рисунке 3.

Рисунок 3.Диаграмма работы компараторов

Рассмотрим работу компараторов для одного канала преобразования аналогового сигнала первого датчика U_Д1 в цифровой Х₁.

На диаграмме (рисунок 3) представлены зависимости выходных сигналов компараторов Х₁¢ и Х₁² от величины входного сигнала датчика признаков U_Д1. При напряжении датчика:

;

при .

Принципиальная схема, реализующая диаграмму (рисунок 3) и задание пороговых уровней UД1min и UД1max, представлена на рисунке 4.

Рисунок 4.Принципиальная схема ФЛУ

Интегральный компаратор DA1.1 формирует цифровой сигнал Х₁¢, а DA1.2 – Х₁². С выхода делителя R₁, R₂, R₃ задается пороговый уровень, равный напряжению U_Д1min, а с выхода делителя R₄, R₅, R₆  – U_Д1max. Схема (рисунок 4) дополнена логическим устройством DD1.1 , состояние которого в зависимости от U_Д1 приведено в таблице 3.

Таблица 3.Состояния логического устройства DD1

Логическая функция Х₁не определена на наборе Х₁¢=0, Х₁²=0, так как логическая функция технологически не может быть задана. Поэтому при формализации на этом наборе Х₁ может принять любое значение 0 или 1. В данном случае целесообразным является нулевое значение функции Х₁ на наборе Х₁¢=0, Х₁²=0. Окончательный вид таблицы состояния функции Х₁ дан в таблице 4.

Таблица 4.Таблица истинности функции Х₁

На инвертирующий вход компаратора DA1.1 с выхода потенциометра R₂ (рисунок 4) подается пороговый уровень U_Д1min, а с выхода R₆ – U_Д1max на не инвертирующий вход DA1.2. Так как аналоговый сигнал датчика признаков U_д положительной полярности, то и опорное напряжение (U_оп) выбираем положительной полярности.

Выбор величины U_оп определяется наибольшим значением напряжений U_Д1max, U_Д2max, U_Д3max, в данном случае 9,3 В. Условием выбора величины напряжения U_оп определим его превышение на 10 – 20% относительно наибольшего значения из U_Д1max, U_Д2max, U_Д3max, получаем:

Схемы формирования логических сигналов Х₂ и Х₃ аналогичны схеме на рисунке 4. При этом параметры резисторов R₁, R₂, R₃ и R₄, R₅, R₆ будут посчитаны в соответствии с заданными значениями U_Д2min, U_Д2max, U_Д3min, U_Д3max.

Логическое устройство (рисунок 4), реализующее функцию (2), выполнено на логическом элементе 3И (DD1.1). На третий вход подается выход датчика Д₄, единичное значение которого разрешает формирование логического сигнала Х₁. Окончательно, таблица состояния для логического элемента DD1 имеет вид таблицы 5.

 Таблица 5.Состояние DD1.

Рассмотрим работу схемы (рисунок 4).

При U_д < U_дmin, положительный пороговый уровень U_дmin  на инвертирующем входе DA1 определяет нулевой уровень выхода Х₁¢. На не инвертирующем входе DA1.2 действует положительное напряжение U_дmax и на выходе Х₁² формируется единичный уровень.

При U_д ≥ U_дmin, выход компаратора DA1.1 переключается на высокий уровень, а выход компаратора DA1.2 остается на прежнем высоком уровне.

При U_д = U_дmax выход компаратора DА1.1 остается без изменения на высоком уровне, а выход компаратора DA1.2 переключается на нулевой уровень. При U_д > U_дmax состояние компараторов не изменяется.

Формирование выходного логического сигнала признака Х₁ производится по высокому уровню сигнала датчика Д₄.

Если Д₄ = 1 и U_дmin £ U_д £ U_дmax, то Х = 1;

если Д₄ = 1 и U_д < U_дmin или U_д > U_дmax, то Х = 0.

Формирование логических уровней Х₂,Х₃ осуществляется аналогично описанному выше для Х₁.

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 ...