Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Трипровідний аналоговий інтерфейс

Існуючі двопровідні та трипровідні лінії зв’язку несиметричні, далі буде запропоновано симетричний трипровідний АІ, у якому реалізується одночасна передача цифрової та аналогової інформації однією смугою частот, завдяки більш раціональному її розділенню. Такий трипровідний АІ відноситься до області вимірювальної техніки, а саме до АІ з диференціально-струмовим трипровідним КЗ, який узгоджує сигнали від датчиків з електричним збудженням та електричним вихідним сигналом із ПК у багато точковій ІВС централізованого типу. В даному випадку у диференціально-струмовому КЗ струми живлення є синфазними по відношенню до диференціально-струмових входів приймальної частини інтерфейсу.

Задача побудови ІВС, яка забезпечувала би роботу із датчиками, що потребують зовнішнього збудження без погіршення її МХ вирішується тим, що трипровідний АІ для багато точкових ІВС централізованого типу містить n перетворювачів струм-напруга, виходи яких зв’язані з датчиками, а виходи – з входами мультиплексора, мікропроцесора, АЦП, ізольованого блоку живлення та блоку оптичної розв’язки, вихід якого є виходом інтерфейсу. Причому, керуючі входи мультиплексора і входи/виходи АЦП зв’язані з мікропроцесором, вихід мультиплексора зв’язаний із входом АЦП, а вихід мікропроцесора – із входом блоку оптичної розв’язки. Кожен перетворювач струм-напруга виконаний у вигляді диференціального підсилювача з симетричними струмовими входами, що містить інвертуючий підсилювач струм-напруга на основі операційного підсилювача (ОП) і підключеного одним входом до його виходу інвертуючого суматора струмів на основі ОП, другий вхід якого є інвертуючим струмовим входом перетворювача струм-напруга. Зв'язок кожного перетворювача струм-напруга з датчиками здійснено за допомогою послідовно з’єднаних пристрою узгодження та ВП напруга-струм, де осатаній містить джерело струму, струмове дзеркало, стабілітрони, ВП з парафазними виходами та перетворювач напруга-струм. Причому, джерело струму, включене між входом струмового дзеркала та неінвертуючим входом перетворювача, вихід струмового дзеркала зв’язаний з інвертуючим входом перетворювача, загальна точка струмового дзеркала через послідовно включені стабілітрони під’єднана до входів живлення пристрою узгодження, вимірювальні входи ВП з парафазними виходами під’єднані до виходу пристрою узгодження, його вхід живлення – до стабілітронів, а пара фазні виходи – до входів перетворювача напруга-струм, виходи яких під’єднані до входів ВП струм-напруга інвертуючи до інвертуючого входу, неінвертуючи до неінвертуючого відповідно, а входи живлення перетворювачів напруга-струм під’єднані до стабілітронів.

Кожен перетворювач струм-напруга доповнено джерелом напруги, включеним між загальною точкою схеми та входом живлення ВП напруга-струм, що також є способом забезпечення поліпшення метрологічних характеристик системи, порівняно з її аналогами. Структурна схема розглянутого АІ наведена на рис. 2.6.

Рисунок 2.6 – Структурна схема аналогового інтерфейсу з диференціально-струмовим трипровідним каналом зв’язку для багатоточкової інформаційно-вимірювальної системи централізованого типу

 

Д1, Д2,…, Дn – датчики із електричним сигналом збудження та електричним вихідним сигналом, наприклад тензодатчики;

ПУ1, ПУ2,…, ПУn – пристрої узгодження;

ВПНС1, ВПНС2,…,ВПНСn– вимірювальний перетворювач напруга-струм;

ЕК – екран кабелю, який може виконувати функцію третього дроту у КЗ на рис. 2.4;

ВПСН1, ВПСН2,…,ВПСНn – вимірювальний перетворювач струм-напруга з диференціально-струмовими входами;

MUX – мультиплексор;

АЦП – аналого-цифровий перетворювач;

МП – мікропроцесор;

ЗЕ – захисний екран;

ОР – блок оптичної розв’язки, наприклад, оптрон;

ІБЖ – ізольований блок живлення.

Функціональні схеми окремих складових три провідного АІ, а саме: ВП струм-напруга, виконаного у вигляді диференціального підсилювача із симетричними струмовими входами та ВП напруга-струм наведені на рис. 2.7, 2.8 відповідно.

Рисунок 2.7 – Функціональна схема вимірювального перетворювача струм-напруга, виконаного у вигляді диференціального підсилювача із симетричними струмовими входами

 

eінт – джерело інтерфейсної напруги ;

ІПСН – інвертуючий перетворювач струм-напруга на основі операційного підсилювача ОП1 із захисним резистором , з резистором зворотного зв’язку та ємністю для запобігання паразитного збудження;

– резистор, опір якого дорівнює опору резистора ;

ІСС – інвертуючий суматор струмів, виконаний на ОП2 із захисним резистором , резистором зворотного зв’язку та конденсатором для запобігання паразитного збудження.

Трипровідний АІ для багатоточкової ІВС централізованого типу відрізняється від інших пристроїв свого класу тим, що пристрій узгодження містить ОП, до входів якого підключено датчик у вигляді напівмоста, утвореного тензорезисторами, а також тим, що джерело напруги, включене між загальною точкою схеми та спільною точкою тензорезисторів. Вихід ОП через резистор підключений до його інвертуючого входу, а неінвертуючий вхід ОП через резистор підключений до загальної точки схеми.

Рисунок 2.8 – Функціональна схема вимірювального перетворювача напруга-струм

 

eі – джерело струму;

СД – струмове дзеркало;

VD1, VD2 – стабілітрони;

ВП – вимірювальний підсилювач з парафазними виходами;

ПНС1 – перетворювач напруга-струм, виконаний на ОП1, захисному резисторі , транзисторі VT1 та ваговому резисторі ;

ПНС2 – перетворювач напруга-струм, виконаний на ОП2, захисному резисторі , транзисторі VT2 та ваговому резисторі .

Для використання у роботі з тензодатчиками, запропонований АІ має такий пристрій узгодження, який характеризується тим, що містить ОП, до входів якого підключений тензодатчик у вигляді напівмоста, утвореного тензорезисторами, а також джерело напруги, включене між загальною точкою схеми та спільною точкою тензорезисторів. Вихід ОП через резистор підключений до його інвертуючого входу, а неінвертуючий вхід ОП через резистори підключений до загальної точки схеми.

Для досягнення кращих техніко-економічних показників перетворювачі напруга-струм ПНС1 та ПНС2 мають бути по можливості найбільш ідентичними, ОП та ВП, що використовуються в блоках схем, зображених на рис. 2.7 та 2.8, мати вхідні та вихідні каскади типу Rail-to-Rail, канал зв’язку має являти собою скручену екрановану пару.

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-29

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...