Разработка цифрового показателя уровня топлива

С поплавкового датчика уровня топлива подается аналоговый сигнал на усилитель. Этот сигнал без цифрового преобразования усиливается аналоговыми усилительными каскадами. Выходной аналоговый сигнал без цифрового преобразования подаётся на аналоговую нагрузку.

В цифровых усилителях, после аналогового усиления входного аналогового сигнала аналоговыми усилительными каскадами до величины достаточной для аналого-цифрового преобразования аналого-цифровым преобразователем (АЦП, ADC) происходит аналого-цифровое преобразование аналоговой величины (напряжения) в цифровую величину - число (код), соответствующий величине напряжения входного аналогового сигнала. Затем сигнал идет в преобразователь 2/10 кода, после преобразования выходной сигнал попадает на преобразователь для семисегментного индикатора, а затем выводиться на сам индикатор.

Рисунок 2. Структурная схема

Преобразованный сигнал исходящий из аналого-цифрового преобразователя попадает в 2/10 преобразователь кода. Для преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный используются двоично-десятичные счётчики. Двоичный 6-ми разрядный код подаётся на выходы D0, D1, D2, D3 и сигналом «запись» записывается в двоичный счётчик. Одновременно этим же сигналом обнуляются двоично-десятичные счетчики. Запускается генератор, выходные импульсы которого через элемент «И» поступают на вход «-1» двоичного счётчика и на вход «+1» двоично-десятичного. Как только двоичный счётчик досчитает до нуля, на его выходе «≤0», подключённому ко второму входу элемента «И», появляется логический ноль. Элемент «И» закрывается и запрещает дальнейшее прохождение импульсов с генератора.

К этому моменту двоично-десятичный счётчик, работающий в режиме прямого счёта, накопит на своих выходах эквивалентное число, представленное в двоично-десятичном коде. После этого сигнал переходит в преобразователь кода для семисегментного индикатора, а из него, непосредственно, на индикатор.

Рисунок 2. Функциональная схема

Выбираем элементы для принципиальной схемы:

Датчик уровня топлива РОС 400-4:

· Погрешность измерения уровня ±1%

· Напряжение питания 10 - 50 В

· Ток потребления, не более 10 мA

· Рабочее избыточное давление контролируемой среды 0,2 МПа

· Плотность контролируемой среды (нижнее значение) от 0,75 г./см3

· Динамическая вязкость контролируемой среды с 2,4 Па

· Температура контролируемой среды, 0С от -1 до +150

Генератор К155ЛА3 (DD1):

· Частота = 500 кГц

· Ёмкость С = 1000пФ

· Сопротивление R1, R3 = 220 Ом; R2, R4 = 560 Ом

Усилитель К140УД12 (DD2):

· Напряжение питания (3…16,5) В

· Входное синфазное напряжение не более 10 В

· Входное дифференциальное напряжение 20 В

· Сопротивление нагрузки не менее 5 кОм

· Емкость нагрузки не более 100 пФ

· Температура окружающей среды -60…+85° C

Элемент «И» К155ЛИ1 (DD3)

· Номинальное напряжение питания 5 В 5%

· Выходное напряжение низкого уровня не более 0,4 В

· Выходное напряжение высокого уровня не менее 2,4 В

· Входной ток низкого уровня не более -1,6 мА

· Входной ток высокого уровня не более 0,04 мА

· Входной пробивной ток не более 1 мА

· Ток потребления при низком уровне выходного напряжения не более 33 мА

· Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения не более 21 мА

· Потребляемая статическая мощность на один элемент не более 35,4 мВт

· Время задержки распространения при включении не более 19 нс

· Время задержки распространения при выключении не более 27 нс

Аналого-цифровой преобразователь К1113ПВ1 (DD4):

· Дифференциальная нелинейность dLD, МР: не менее -0,75, не более 0,75

· нелинейность dL, МР: не менее -1, не более 1

· время преобразования tС, мкс: не более 0,9

· абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы dFa, мВ: не менее -4, не более 4

· ток потребления I, мА: 50

Двоичный счётчик К555ИЕ7, К555ПВ12 (DD5, DD6):

· Напряжение питания (Vcc) = +5В ±5%

· Входной ток («0») не более 0,38мА

· Входной ток («1») не более 20мкА

· Ток потребления (статический), max = 31мА

· Выходной уровень «0» < 0,5В

· Выходной уровень «1» > 2,7В

· Рабочий диапазон температур = -10 +70 C

Элемент «ИЛИ-НЕ» К155ЛЕ1 (DD7)

· Номинальное напряжение питания 5 В 5%

· Выходное напряжение низкого уровня не более 0,4 В

· Выходное напряжение высокого уровня не менее 2,4 В

· Входной ток низкого уровня не более -1,6 мА

· Входной ток высокого уровня не более 0,04 мА

· Входной пробивной ток не более 1 мА

· Ток потребления при низком уровне выходного напряжения не более 27 мА

· Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения не более 16 мА

Интересное из раздела

Проект кабельной линии связи на участке Пермь - Кузино железной дороги
В курсовом проекте приведены технические решения по следующим вопросам: выбор системы организации кабельной магистрали; организация связи и цепей автоматики ...

Проектирование генератора гармонических колебаний
Генераторы гармонических колебаний представляют собой электронные устройства, формирующие на своем выходе периодические гармонические колебания при отсутств ...

Анализ алгоритмов цифровой обработки сигналов. Исследование корректирующих способностей циклических кодов
цифровой сигнал циклический код Цифровой фильтр - в электронике любой фильтр, обрабатывающий цифровой сигнал с целью выделения и/или подавления определённых частот этого ...