Category: схемотехника

Дек 09 2011

Питание подсветки LCD

LCD-индикатор MI0350CT-3 имеет подсветку из соединенных последовательно светодиодов. Для питания такой подсветки необходим преобразователь напряжения с выходным напряжением от 16,8В до 21,6В и током до 20мА. Кроме этого, необходимо иметь возможность программного регулирования яркости подсветки.

На рисунке показана схема повышающего преобразователя, питающего нагрузку стабильным током 20мА. Преобразователь построен на основе микросхемы LM2733XMF.

Рис. 1. Принципиальная схема преобразователя (нажмите для увеличения).

Ток в нагрузке (в режиме стабилизации тока) задается резистором R4, делитель напряжения R2 R3 служит для ограничения выходного напряжения при разомкнутом выходе (режим стабилизации напряжения). Без цепи R2 R3 напряжение на выходе при отсутствии нагрузки будет неограниченно расти до выхода из строя микросхемы преобразователя.

Read more »

Окт 03 2011

Аналого-цифровое преобразование для начинающих

В этой статье рассмотрены основные вопросы, касающиеся принципа действия АЦП различных типов. При этом некоторые важные теоретические выкладки, касающиеся математического описания аналого-цифрового преобразования остались за рамками статьи, но приведены ссылки, по которым заинтересованный читатель сможет найти более глубокое рассмотрение теоретических аспектов работы АЦП. Таким образом, статья касается в большей степени понимания общих принципов функционирования АЦП, чем теоретического анализа их работы.

Полный текст опубликован на Хабрахабре: http://habrahabr.ru/blogs/easyelectronics/125029/

Июл 17 2011

Прецизионный АЦП с гальванической развязкой

Рассматривается прецизионный АЦП с гальванической развязкой, обладающий крайне высоким входным сопротивлением, малыми токами входа, высокой температурной стабильностью. Возможна настройка АЦП на различные диапазоны входных сигналов. Высокое входное сопротивление позволяет подключать самые различные датчики, в том числе обладающие достаточно высоким внутренним сопротивлением.

Структурная схема АЦП приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема АЦП.

Непосредственно аналого-цифровое преобразование выполняет АЦП AD7792 (16 бит) либо AD7793 (24 бит). Входным буфером, обеспечивающим высокое входное сопротивление, является инструментальный усилитель AD8220. Коэффициент усиления инструментального усилителя задается прецизионным резистором R2 (выделен красным). Фильтрация сигнала осуществляетя фильтром R1C1.

Выход инструментального усилителя сдвигается вверх на величину 2500 mV (1/2 напряжения питания), для того, чтобы вывеси нулевой уровень входного сигнала на половину шкалы АЦП. В качестве источника напряжения сдвига используется внешний источник опорного напряжения REF192. Его выходное напряжение подается на вход сдвига инструментального усилителя и на вход (-) АЦП через буфер-повторитель.

Такой АЦП позволяет измерять постоянные входные напряжения, поступающие с датчиков, обеспечивая точность порядка 0,05% полного диапазона (точность зависит от режима работы АЦП и может быть повышена).

Следует отметить, что при подключении АЦП по схеме, изображенной на рисунке, зависимость кода АЦП от напряжения будет обратной, т.е. при нулевом сигнале код АЦП будет около 32768 (16-битный АЦП, биполярный режим), при максимальном входном напряжении код АЦП будет иметь околонулевое значение.

Схема, изображенная на рисунке рассчитана только на положительные значения входного сигнала, однако она с легкостью может быть использована и для датчиков с двуполярным выходом. Для этого питание инструментального усилителя должно осуществляться от источников как положительного, так и отрицательного напряжения.

Встроенный В АЦП усилитель с программно переключаемым коэффициентом усиления позволяет реализовать «интеллектуальный» алгоритм работы АЦП, при котором коэффициент усиления будет автоматически переключаться в зависимости от уровня входного сигнала. Это позволит существенно повысить точность измерения в случае, если выходной сигнал датчика может изменяться в широких пределах.

Янв 20 2011

Цепь защиты — 3

После переделки цепи защиты её работа стала существенно лучше.

В схему защиты были внесены следующие изменения:

  • оптопары заменены на ADUM
  • убран конденсатор фильтра датчика тока (датчик содержит встроенный ФНЧ, пост. времени которого задаётся внешним конденсатором)

Порог срабатывания составляет около 8А.

    На рисунке приведена осциллограмма переходного процесса при коротком замыкании в цепи нагрузки. Синий луч — сигнал на выходе датчика тока, жёлтый луч — сигнал на затворе силового ключа (MOSFET). Видно, что:

    • время срабатывания уменьшилось до 8,8 мкс (было ~100 мкс);
    • основной вклад вносит инерционность датчика тока (согласно документации, его время задержки составляет 6,6 мкс, что неплохо согласуется с экспериментом);
    Дек 31 2010

    Цепь защиты-2

    В предыдущем посте приведены результаты измерения времени срабатывания цепей защиты по токовой перегрузке, измеренное время срабатывания составило около 100 мкс.

    Структура схемы защиты изображена на рис. 1.

    Рис. 1. Структурная схема цепи защиты

    Такое время срабатывания определяется следующими факторами.

    Основной вклад вносят датчик тока (время задержки 32 мкс) и оптопара (время задержки 68 мкс). Все остальные узлы имеют суммарную задержку < 1 мкс.

    Время задержки сигнала на выходе датчика тока можно уменьшить, убрав подключенный к датчику фильтрующий конденсатор (согласно документации, минимальное время задержки датчика составляет 6,6 мкс).

    Можно также устранить оптопару из цепи, изменив схему следующим образом:

    Рис. 2. Новая схема токовой защиты

    Продолжение следует.

    Дек 31 2010

    Испытание цепи защиты

    Схема защиты обеспечивает защиту силовой цепи от превышения тока.

    На рис 1 первый импульс соответствует нормальному значению тока (6А), второй импульс соответствует повышенному значению тока (~8А), при котором срабатывает защита. Ток измерялся по выходному сигналу датчика тока ACS712ELCTR-30A-T (датчик на эффекте Холла). Напряжение на выходе датчика имеет линейную зависимость от тока и может быть выражено как U = (500 мВ + 133 [мВ/A] * I).

    Рис. 1. Срабатывание защиты цепи при превышении тока.

    На рис. 2 показан тот же импульс при масштабе времени 20 мкс/дел, видно, что время срабатывания защиты составляет около 100 мкс.

    Рис. 2. Импульс тока при срабатывании защиты.

    Дек 29 2010

    Трансформатор тока в цепи импульсного тока

    Для контроля величины протекающего тока в цепи с ШИМ-управлением мощностью нагрузки может с успехом применяться трансформатор тока. В качестве примера приведём схему на рис. 1.

    Рис.1. Схема с трансформатором тока в цепи ШИМ-управления мощностью нагрузки.

    Для эксперимента был использован трансформатор тока AC-1015 фирмы Talema.

    При сопротивлении нагрузки 2 Ом (и токе 6А), осциллограммы напряжения на стоке и на вторичной обмотке трансформатора тока выглядят так:

    (низкое напряжение в «синем» канале соответствует включенной нагрузке, высокое — выключенной).

    При сопротивлении нагрузки 1.25 Ом (ток 9.6 А), осциллограммы выглядят так (масштаб жёлтого луча 1:10):

    Те же сигналы при другом масштабе времени: (под катом)

    Read more »

    Авг 07 2010

    Дребезг контактов

    Явление дребезга контактов плёночной клавиатуры. Нужно отметить, что дребезг контактов в плёночной клавиатуре наблюдается достаточно редко, один раз на несколько десятков нажатий, тем не менее, в программе необходимо предусматривать защиту от него.

    Янв 31 2010

    Усилитель с коэффициентом усиления, переключаемым с помощью микроконтроллера

    Если в системе требуется программно переключить коэффициент усиления (Ку) усилителя, необязательно применять цифровой потенциометр. Если не требуется плавного изменения Ку, то достаточно и обычного операционного усилителя.
    В статье показан способ реализации усилителя, коэффициент которого можно выбирать из нескольких значений с помощью микроконтроллера. В качестве примера применения такого усилителя можно привести узел аналогового ввода на базе встроенного в микроконтроллер АЦП, диапазон входных сигналов которого можно изменять программно, например, для подключения нескольких типов датчиков.

    Янв 20 2010

    Пример схемотехнического решения гальванически изолированного токового выхода 4-20 мА

     Множество современных приборов и устройств автоматики имеют токовый выход стандарта 4-20 мА. В статье рассматривается простой, прецизионный, оптимизированный по стоимости узел гальванически изолированного токового выхода.

    Устройство и принцип работы

    Функциональная схема узла приведена на рис 1.

    pic1

    Рис.1. Функциональная схема узла токового выхода.

    Read more »