Схемы с программной обратной связью для МК

February 12, 2014 by admin Комментировать »

Как известно, обратная связь в электронике бывает отрицательная и положительная. Первая из них стабилизирует параметры, вторая — обеспечивает генерацию сигналов. Применительно к MK знак обратной связи определяется программой. Поскольку алгоритм действий «чужой» программы, как правило, не известен, то сложно «с налёта» определить знак обратной связи. А вот для её физической организации обязательно необходимы хотя бы один сигнал на входе и один на выходе MK (Рис.3.4, a…c).

Рис. 3.4. Схемы организации обратной связи в MK (начало):

а)         обратная связь через элемент «2И-НЕ» DD1. Если настроить вход MK в режим АЦП, а на выходе установить ВЫСОКИЙ уровень, то можно измерить напряжение НИЗКОГО уровня логического элемента DD1, т.е. оценить в первом приближении его исправность. По такому же принципу можно осуществить стробирование сигнала UBX импульсами с выхода MK;

 Рис. 3.4. Схемы организации обратной связи в MK (продолжение):

б) измерение ёмкости электролитического конденсатора C1 по длительности времени его заряда до определённого порога. Сначала на выходе MK устанавливается НИЗКИЙ уровень, при этом открывается транзистор VT1 и конденсатор C1 начинает заряжаться стабильным током от резистора R3. Время заряда измеряется при помощи таймера и АЦП MK. Резистор R5 разряжает конденсатор C1. Диод VD1 защищает MK от переполюсовки подключения конденсатора;

в) заряд аккумулятора GB1 производится асимметричными импульсами, формируемыми с выхода MK: период 100… 150 мс, длительность 15…60 мс, скважность изменяется во времени по экспериментально подобранному закону. Момент окончания заряда аккумулятора определяется через АЦП MK по достижению напряжения +1.45 В на конденсаторе C7;

г) MK вырабатывает управляющие импульсы, периодически открывающие транзистор VT1. Чтобы убедиться в исправности транзистора, с помощью АЦП MK измеряется амплитуда импульсов на низкоомном резисторе R2. Она пропорциональна протекающему току. Если импульсы отсутствуют или их амплитуда выше нормы, то MK прекращает генерировать ШИМ-сигнал и закрывает транзистор VT1 НИЗКИМ уровнем;

д) частота выходного сигнала f2 программно подстраивается под частоту входного сигнала fl. Датчиком рассогласования служит детектор на элементах R1, VD1, VD2, C1, R2. Через канал АЦП MK измеряется постоянное напряжение на конденсаторе C7, которое будет минимальным при совпадении частот. Если рассматривать процесс подстройки частоты как начальную калибровку, то в дальнейшем частоту сигнала f2 можно программно сдвинуть на определённую величину относительно fl или промодулировать её по требуемому закону;

 Рис. 3.4. Схемы организации обратной связи в MK (продолжение):

е) при НИЗКОМ уровне на выходе MK к базе транзистора VT1 и общему проводу поключится резистор R2, из-за чего снижается амплитудная чувствительность устройства;

ж) проверка обрыва в кабеле при помощи АЦП MK. Если кабель исправен, то измеренное АЦП напряжение будет близким к +1.6…+1.8 В, иначе оно составит +4.9…+5 В. На противоположной стороне исправность жилы кабеля проверяется по свечению индикатора HL1\

з) измерение добротности и индуктивности катушки L1 методом свободных колебаний. Используется быстродействующий усилитель DA1 и ключи на транзисторе VT1 и микросхеме DA2;

и) измерение тока, протекающего через резистор Яизм, поочерёдным открыванием транзисторов VT1, VT2. Красный или зелёный цвет свечения индикатора HL1 показывает, какой из транзисторов открыт в данный момент времени;

 Рис. 3.4. Схемы организации обратной связи в MK (продолжение):

к) управление мощными нагрузками (ток до 700 мА) через микросхему DA1 фирмы Allegro Micro Systems. С её вывода 14 снимается сигнал НИЗКОГО уровня, если все нагрузки Лн обесточены. Этот момент может использоваться для предварительной проверки отсутствия обрывов в нагрузках, для выдачи сигнала индикации аварии;

л) ОУ DA1 выполняет функцию компаратора. Опорное напряжение на выводе 2 микросхемы А4/изменяется в зависимости от скважности ШИМ-сигнала с выхода MK. Тем самым подбирается оптимальный порог срабатывания в зависимости от формы входного сигнала 7/вх;

м) поочерёдная коммутация восьми входных сигналов на одну линию MK, которая настраивается как аналоговый или цифровой вход. Выбор канала, т.е. обратная связь, осуществляется с трёх выходов MK в двоичном коде;

н) сигналами с выходов MK независимо друг от друга включаются нагрузки RH в четырёх каналах. Внутри микросхемы DA1 имеются ограничители тока и термодатчики. Если ток в нагрузке какого-либо канала превысит допустимое значение или температура станет чрезмерно высокой, то на соответствующем входе МК  появится НИЗКИЙ уровень (резисторы R5…R8);

 Рис. 3.4. Схемы организации обратной связи в MK (окончание):

о) MK через канал АЦП измеряет амплитуду сигнала UBX(\) и, если она слишком велика, то выставляет ВЫСОКИЙ уровень на выходе, включает реле K1 и переходит на второй канал. Резистором R1 подбирается ослабление делителя. Цепи t/BX(l) и UBX(2) можно соединить вместе;

п) при НИЗКОМ уровне на выходе MK резистор R1 выполняет функцию «pull-down», при ВЫСОКОМ — « pull-up». Это позволяет, например, выявлять факт пропадания сигнала UBX; p) нагрузкадля сигнала UBX может быть «pull-down» (VT1, R7) или «pull-up» (VT1, VT3, R8)\ с) цифровым потенциометром DA1 (фирма Maxim/Dallas) регулируется коэффициент передачи делителя, верхним плечом которого является любой резистивный датчик R1. MK измеряет напряжение в средней точке «W0» внутреннего переменного резистора. Оно будет пропорционально сигналу от датчика. Для калибровки «ползунок» переменного резистора можно программно переместить в одно из 256 положений через интерфейс PC (цепи «SDA», «SC1»). Сопротивление между выводами «L0» и «НО» микросхемы DA1 составляет 45 кОм.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты