не світиться.
Якщо сигнал на вході відсутній, то світяться сегменти b, c індикатора HG1. Це відбувається тому, що при відсутності сигналу вхідний транзистор логічного елементу закритий, а на вихідному присутній сигнал невизначеного рівня, який приймають за сигнал логічного нуля.
Аналогічні процеси відбуваються і у схемі формування сигналу для індикації відсутності сигналу. На виході елементу DD2.1 присутній сигнал логічного нуля, а на виході елемента DD1.2 – сигнал логічної одиниці. Згідно таблиці істиності на виході елемента DD2.2 присутній сигнал логічної одиниці, який згодом інвертується елементом DD1.3 і подається на індикатор, де світяться сегменти g. Тобто, при відсутності вхідного сигналу на індикаторі висвічується одиниця і два мінуси, що і свідчить відсутність вхідного сигналу.
2.3 Розрахунок елементів схеми
Розрахунок вимірювальної частини.
Рисунок 2.4 - Схема електрична принципова вимірювальної частини
В даній схемі пробника із цифровою індикацією використано ІМС серії К155, яка має наступні параметри [1, с. 352]:
Таблиця 2.1 – Параметри ІМС серії К155
Uж , В, | 5 ± 5%
?t, єС, | -10 ч +70
Р, мВт,
в стані “0”
в стані “1” |
25
15
U0вх , В, не більше, | 0,8
U1вх , В, не більше, | 2,0
І0вх , мА, не більше, | 1,6
І1вх , мА, не більше, | 40
U0вих , В, не більше, | 0,4
U1вих , В, не менше, | 2,4
Tзд. р. сер. , нс, не більше, | 25
Розрахуємо опори вхідного дільника R1, R2.
За максимальний вхідний сигнал логічної одиниці приймемо сигнал, амплітуда якого рівна 5 В, за мінімальний вхідний сигнал логічного нуля
приймемо сигнал, амплітуда якого рівна 0,4В. Тоді за законом Ома для ділянки кола опір резистора вираховується згідно формули:
, (2.1)
де - падіння напруги на резисторі R;
- номінальний вхідний струм логічної одиниці.
(2.2)
де - максимальна вхідна напруга логічної одиниці;
- номінальна вхідна напруга логічної одиниці для ІМС.
Тоді:
.
Приймемо номінальний вхідний струм 20 мА.
Тоді опір резистора R1 буде рівний:
;
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 150 Ом [2, с. 4].
Визначаємо потужність розсіювання на резисторі R1 за формулою:
(2.3)
де - падіння напруги на резисторі R;
- опір резистора.
Тоді згідно формули (2.3):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 150 Ом.
Аналогічно визначаємо опір резистора R2:
За формулою (2.1):
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 150 Ом.
Згідно формули (2.3):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 150 Ом.
Розрахуємо опір резистор R3 за формулою (2.1):
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 240 Ом.
Згідно формули (2.3):
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 240 Ом.
Розрахуємо опір резистор R4 за формулою (2.1)
;
(2.4)
де - вихідна напруга логічної одиниці для ІМС.
Тоді:
.
Звідси:
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 30 Ом.
Згідно формули (2.3) визначаємо потужність розсіювання на резисторі R4:
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 30 Ом.
Аналогічно визначаємо опір резистора R5:
За формулою (2.1):
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 30 Ом.
Згідно формули (2.2):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 30 Ом.
Визначимо опори резисторів обмеження амплітуди для світлодіодного
індикатора R6 – R10 згідно формули :
(2.5) де - номінальний вхідний струм індикатора [3];
(2.6) де - напруга джерела живлення;
- падіння напруги на діоді.
Припустимо, що падіння напруги на діоді індикатора рівне 0,6 В. А оскільки до резистора R6 під’єднано два діоди (два сегменти), то падіння напруги буде рівне або 1,2 В.
Тоді:
.
Звідси:
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 240Ом.
Визначимо потужність розсіювання на резисторі R5 згідно формули (2.3):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 240 Ом.
Аналогічно для R7 згідно формули (2.5):
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 240Ом.
Згідно формули (2.3):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 240 Ом.
Визначимо опір резистора R8 згідно формули (2.5):
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 240Ом.
Згідно формули (2.3):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 240 Ом.
Визначимо опір резистора R9 згідно формули (2.5):
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 240Ом.
Згідно формули (2.3):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 240 Ом.
Визначимо опір резистора R9 згідно формули (2.5):
.
Згідно стандартного ряду Е24 вибираємо резистор номіналом 240Ом.
Згідно формули (2.3):
.
Вибираємо резистор типу МЛТ – 0,125 номіналом 240 Ом.
Визначимо струм споживання вимірювальної частини за формулою:
(2.7) де - потужність споживання ІМС при стані логічної одиниці і логічного нуля, де N – кількість логічних елементів;
- сумарна потужність споживання резисторів R із кількістю N;
- потужність споживання індикатора.
Згідно літератури 3 визначаємо потужність споживання індикатора. Вона становить 0,3 Вт. А оскільки ми використали двох сегментний індикатор, то
потужність споживання збільшується вдвічі. Тоді загальна потужність споживання індикатора буде рівна 0,6 Вт.
Тоді згідно формули (2.7) і [3]
.
Всі дані розрахунку вимірювальної частини зводимо в таблицю 2.3.
Таблиця 2.3 – Таблиця значень визначених величин
Тип | Номінал, Ом | Позиційне позначення | Напруга, В | Струм, мА | Потужність Вт
МЛТ-0,125 | 150 | R1 | 3,2 | 20 | 0,068
МЛТ-0,125 | 150 | R2 | 3,2 | 20 | 0,068
МЛТ-0,125 | 240 | R3 | 4,6 | 20 | 0,088
МЛТ-0,125 | 30 | R4 | 0,6 | 20 | 0,012
МЛТ-0,125 | 30 | R5 | 0,6 | 20 | 0,012
МЛТ-0,125 | 240 | R6 | 3,8 | 15 | 0,06
МЛТ-0,125 | 240 | R7 | 3,8 | 15 | 0,06
МЛТ-0,125 | 240 | R8 | 3,8 | 15 | 0,06
МЛТ-0,125 | 240