2.6. Расчет компаратора накопителя и выходного устройства извещателя
Подробно принцип их работы и методика расчета приведена в работе [лаб.23].
Расчет компаратора – накопителя ad5.1 и ad5.2
В соответствии с
рекомендациями определим параметры
компаратора-накопителя [лаб.23]. Выбираем
;
.
Тогда
;
где m=2; C13 = 0,1 мкФ; Tmin= 1/fd max; Uоп5=2,5 В – напряжение на неинвертирующем входе AD5.3; UК0 = 1,2 В – напряжение на выходе компаратора, когда он полностью открыт
Примечание:
m – количество полупериодов полезного сигнала от которых должен сработать накопитель. Обычно 1 ≤ m ≤ 4; при большом уровне помех m=4; в среднем m=2.
Сопротивление R19
определяется по формуле
.
Расчет выходных устройств ad5.3 и ad5.4 [3, лаб.14]
Выбор реле осуществляется из библиотеки данных по последним цифрам; эти цифры показывают то минимальное напряжение, от которого должно запитываться реле. Необходимо ввести коэффициент запаса, например 1,5. Выбираем тип реле.
В режиме «НОРМА» на выходе компараторов AD5.1 и AD5.2 должна быть логическая «1». На входе е_ схемы AD5.3 напряжение логической «1», на выходе AD5.3 логический «Ø», а на выходе AD5.4 «1». Реле включено, а светодиод VD не светится. Чтобы так было, необходимо правильно рассчитывать значения R20 и R21 [5, лаб.23] .
Расчет R20 . Чтобы реле включились надо чтобы
,
где Е = 5В, Uк1 – напряжение логической «1», Uко – напряжение логического «Ø» ( для Е = 5В, Uк1 ≈ 3,8 В, Uко ≈ 1,2 В); Iср – ток срабатывания реле, Iотп – ток отпускания реле, Rр – сопротивление реле (значения Iср , Iотп , Rр берутся из библиотеки данных на данный тип реле).
Значение сопротивления R21 рассчитывается из формулы
Значения параметров светодиода UVD и RVD берется из библиотеки данных Workbench, (UVD – падение напряжения на светодиоде, RVD – сопротивление светодиода).
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗВЕЩАТЕЛЯ
В ПАКЕТЕ WORKBENCH
3.1. Исследование генератора
В соответствии со схемой рис.24.4 и расчетными данными п.2.2. соберем схему генератора, осциллографом определим частоту и амплитуду генератора Uгm.(подстройку частоты осуществляем резисторами R13 = R14. Запишем значения сопротивлений).
3.2. Исследование усилителя высокой частоты
В соответствии со схемой рис.24.4 и расчетными данными п.2.4. собираем схему УВЧ; плоттером снимаем АЧХ и определяем полосу пропускания усилителя, рассчитываем его добротность. Устанавливаем вначале частоту входного сигнала (пьезоприемника) равной (1,05fг+fd max ) (смотри таб. 24.1 и расчетное значение fd max ) и амплитуду входного сигнала Umс согласно таблицы 24.2. Определяем коэффициент усиления на этой частоте.
Затем проводим те же исследования при частоте сигнала 0,95fг- fd max . Если коэффициент усиления будет не очень сильно отличаться от требуемого (у нас взят коэффициент запаса 0,2), то извещатель будет работоспособен и при расстройке частоты генератора .
3.3. Исследование всей аналоговой части извещателя
Соберем полностью схему рис.24.4, проверим, что амплитуда входного сигнала и частота генератора соответствует заданию. Для упрощения исследования извещателя частоту входного сигнала берем равной fг+fd max и fг+fd min .
Измеряем Кр , Кd , КУНЧ1 , ΔFУНЧ1 ; Uout1 на этих частотах. Записываем значение Uout1 .
Далее устанавливаем входной сигнал с частотой fг+fd min и проверяем, что выходной сигнал УНЧ1 соответствует расчетному значению. Записываем значение Umout1