интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Схема оптронной гальванической развязки. Схема оптронная развязка


ОПТОРАЗВЯЗКА

      
   В практике были случаи, когда надо было развязаться относительно источника аудиосигнала, даже от земли, тогда и пришлось разработать схему опторазвязки. Получилось на практике очень даже неплохо. Вообще опторазвязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Сделав анализ характеристик оптопар, была выбрана TLP561. Резистор R50 устанавливает уровень и ток открытия транзистора. Резистор R54 выравнивает АЧХ.

   В настоящее время наиболее широкое распространение получили схемы, использующие два варианта гальванической развязки: трансформаторной и оптоэлектронной. Гальваническая развязка трансформаторного типа предполагает использование магнитоиндукционного элемента с сердечником или без него, напряжение Uвых на вторичной обмотке которого пропорционально напряжению Uвх на входе устройства. При применении трансформаторной гальванической развязки необходимо учитывать следующие её недостатки:- несущий сигнал может создавать помехи, влияющие на выходной сигнал развязки; - полоса пропускания ограничена частотой модуляции развязки; сравнительно большие габаритные размеры компонентов, реализующих развязку.

Самоедьный модуль опторазвязки

   И в настоящее время в связи с развитием технологии полупроводниковых устройств расширяются возможности по использованию оптоэлектронных развязывающих устройств, оптических вентилей (оптронов). Светоизлучающий диод, p-n-переход которого смещён в прямом направлении, излучает свет, воспринимаемый фототранзистором. Таким образом, осуществляется гальваническая развязка цепей, связанных со светодиодом, с одной стороны, и с фототранзистором, с другой. К достоинствам оптоэлектронных развязывающих устройств можно отнести способность осуществлять развязку в широком диапазоне напряжений, в том числе до величины 500В, что является значением, принятым при реализации систем ввода данных, а так-же возможность передавать сигналы на высокой частоте (до десятков МГц). Довольно малые габаритные размеры.

   Обсудить статью ОПТОРАЗВЯЗКА

Схемы наши, лайки ваши - всё по честному. Оцените:

radioskot.ru

6.2.   Применение оптопар | Электротехника

Оптопары позволяют решать те же задачи, что и отдельно взятые пары излучатель – фотоприемник, однако на практике они, как правило, более удобны, поскольку в них уже опти­мально подобраны характеристики излучателя и фотоприемника и их взаимное расположение.

Если говорить о наиболее очевидном применении оптопары, не имеющем аналогов среди других приборов, так это элемент гальванической развязки. Опто­пары (или, как их иногда называют, оптроны) применяют в качестве устройств связи между блоками аппаратуры, находящимися под различными потенциала­ми, для сопряжения микросхем, имеющих различные значения логических уров­ней. В этих случаях оптопара передает информацию между блоками, не имею­щими электрической связи, и самостоятельной функциональной нагрузки не несет.

Не менее интересно применение оптопар в качестве элементов оптического бесконтактного управления сильноточными и высоковольтными устройствами.

На оптопарах удобно строить узлы запуска мощных тиратронов, распредели­тельных и релейных устройств, устройств коммутации электропитания и т.п.

Оптопары с открытым оптическим каналом упрощают решение задач конт­роля параметров различных сред, позволяют создавать различные датчики (влажности, уровня и цвета жидкости, концентрации пыли и т.п.).

Одной из важнейших является линейная схема, пред­назначенная для неискаженной передачи по гальваниче­ски развязанной цепи аналоговых сигналов. Сложность этой проблемы связана с тем, что для линеаризации передаточной характеристики в широком диапазоне то­ков и температур необходима петля обратной связи, принципиально не реализуемая при наличии гальваниче­ской развязки. Поэтому идут по пути использования двух идентичных оптронов (или дифференциального оптрона), один из которых выступает в качестве вспо­могательного элемента, обеспечивающего обратную связь (рис. 6.13). В таких схемах удобно использовать диффе­ренциальные оптопары КОД301А, КОД303А.

На рис. 6.14 представлена схема двуступенного транзисторного усилителя с оптоэлектронной связью. Изменение тока коллектора транзистора VT1 вызы­вает соответствующее изменение тока светодиода оптопары U1 и сопротивле­ния ее фоторезистора, который включен в цепь базы транзистора VT2. На на­грузочном резисторе R2 выделя

ется усиленный выходной сигнал. Применение оптопары практически полностью устраняет передачу сигнала с выхода на вход усилителя.

Оптопары удобны для межблочной гальванической развязки в радиоэлектронной аппаратуре. Например, в схеме гальванической развязки двух блоков (рис. 6.15) сигнал с выхода блока 1 передается на вход блока 2 через диодную оптопару U1. Если в качестве второго блока использована интегральная микросхема с малым входным током, необходимость использования уси­лителя отпадает, а фотодиод оптопары в этом случае работает в фотогенера­торном режиме.

Рис. 6.13. Гальваническая развязка аналогового сигнала: 01, 02 – оптроны, У1, У2 – операционные усилители

Рис. 6.14. Двухкаскадный транзисторный усилитель с оптоэлектронной связью

Оптопары и оптоэлектронные микросхемы применяют в устройствах пере­дачи информации между блоками, не имеющими замкнутых электрических свя­зей. Применение оптопар существенно повышает помехоустойчивость каналов связи, устраняет нежелательные взаимодействия развязываемых устройств по цепям питания и общему проводу. Цепи сопряжения с применением оптопар широко используют в вычислительной и измерительной технике, в устройствах автоматики, особенно когда датчики или другие приемные устройства работают в условиях, опасных или недоступных человеку.

Подпись: 
Рис. 6.15. Межблочная гальваническая развязка
Например, реализация связи гальванически независимых логических элемен­тов может осуществляться с помощью оптоэлектронного переключателя (рис. 6.16). Оптоэлектронным переключателем может служить микросхема К249ЛП1, в состав которой входят бескорпусная оптопара и стандартный вентиль.

Оптопары позволяют упрощать решение задач сопряжения блоков, разно­родных по функциональному назначению, характеру питания, например испол­нительных механизмов, питаемых от сети переменного тока, и цепей форми­рования управляющих сигналов, питаемых от низковольтных источников по­стоянного тока.

Большую группу задач представляет также согласование цифровых микро­схем с разными видами логики: транзисторно-транзисторной логикой  (ТТЛ), эмиттерносвя

Подпись: 
Рис. 6.16. Связь гальванически развязанных логических
элементов с помощью оптоэлектронного переключателя

занной логикой (ЭСЛ), комплементарной структурой «металл-окисел-полупроводник» (КМОП) и др. Пример схемы со­гласования элемента ТТЛ с МДП с помощью транзисторной оптопары показан на рисунке 6.17. Входная и выходная ступени не имеют общих электрических цепей и могут работать в самых различных условиях и режимах.

Подпись: 

Рис. 6.17. Согласование ТТЛ с МДП-элементом 
с помощью транзисторной оптопары

Идеальная гальваническая развязка нужна во многих практических случа­ях, например в медицинской диагностической аппаратуре, когда датчик при­креплен к телу человека, а измерительный блок, усиливающий и преобразую­щий сигналы датчика, подключен к сети. При неисправности измерительного блока может возникнуть опасность поражения человека электрическим током. Собственно датчик питается от отдельного низковольтного источника питания и подключается к измерительному блоку через развязывающую оптопару (рис. 6.18).

Подпись: 

Рис. 6.18. Гальваническая развязка низковольтного датчика от измерительного блока
Оптопары удобны и в других случаях, когда «незаземленные» входные устройства приходится сопрягать с «заземленными» выходными устройствами. Примерами та

ких задач могут служить соединение линии телетайпной связи с дисплеем, «автоматический секретарь», подключаемый к телефонной линии, и т.п. Например, в схеме сопряжения линии связи с дисплеем (рис. 6.19, а) операционный усилитель обеспечивает требуемый уровень сигналов на входе дисплея. Аналогично можно связать передающий пульт с линией связи (рис. 6.19, б).

Рис. 6.19. Сопряжение «незаземленных» и «заземленных» устройств

Рис. 6.20. Оптоэлектронные полупроводниковые реле:

а – нормальноразомкнутое, б – нормальнозамкнутое

Усиленные сигналы фотоприемника удобно передавать на исполнительные механизмы (например, электродвигатели, реле, источники света и т.п.) через оптоэлектронную гальваническую развязку. Примерами такой развязки могут служить два варианта наиболее распространенных полупроводниковых реле, разомкнутых и замкнутых, (рис.6.20). Реле коммутирует сигналы постоянного тока. Сигнал, воспринимаемый фототранзистором оптопары, открывает транзисторы VT1, VT2 и вклю­чает нагрузку

(рис.6.20, а) или отключает ее (6.20, б).

 

Рис 6.21. Оптоэлектронный импульсный трансформатор

Импульсный трансформатор – весьма распространенный элемент современ­ной радиоэлектронной аппаратуры. Его используют в различных генераторах импульсов, усилителях мощности импульсных сигналов, каналах связи, теле­метрических системах, телевизионной технике и т.п. Традиционное конструк­тивное исполнение импульсного трансформатора с применением магнитопровода и обмоток не совмещается с технологическими решениями, используемыми в микроэлектронике. Частотная характеристика трансформатора во многих случаях не позволяет удовлетворительно воспроизводить как низко -, так и высо­кочастотные сигналы.

Практически идеальный импульсный трансформатор мож­но изготовить на базе диодной оптопары. Например, в схеме оптоэлектронного трансфор­матора с диодной оптопарой изображена (рис. 6.21) транзистор VT1 управ­ляет светодиодом оптопары U1 Сигнал, генерируемый фотодиодом, усиливают транзисторы VT2 и VT3.

Длительность фронта импульсов в значительной степени зависит от быстро­действия оптопары. Наиболее высоким быстродействием обладают фотодиоды p-i-n-структуры. Время нарастания и спада выходного импульса не превышает нескольких десятков наносекунд.

На основе оптопар разработаны и выпускаются оптоэлектронные микросхемы, имеющие в своем составе одну или несколько оптопар, а также согла­сующие микроэлектронные схемы, усилители и другие функциональные эле­менты.

Совместимость оптопар и оптоэлектронных микросхем с другими стандарт­ными элементами микроэлектроники по уровням входных и выходных сигналов, напряжению питания и другим параметрам определили необходимость нормирования специальных параметров и характеристик.

electrono.ru

Переключатель с оптронной развязкой

Подробности Категория: Электроника в быту

   Используя эту схему, можно управлять бытовыми электроприборами, электродвигателями, лампами, нагревателями и некоторыми другими устройствами переменного или постоянного тока через компьютер или иное цифровое устройство. Оптрон изолирует нагрузку от схемы управления, обеспечивая высокий уровень безопасности пользователя.   Схема может управлять нагрузкой, потребляющей ток до 1 А, посредством мини-реле. При большей мощности нагрузки следует использовать реле на ток коммутации 10А.   Нагрузка включается подачей высокого логического уровня на вход, резистор Rx используется для ограничения тока через светодиод в соответствии с цифровым выходным сигналом. В таблице на схеме показана зависимость значений Rx от коммутирующего напряжения (Vcc). Устройство может питаться напряжением 6-12 В в зависимости от используемого реле.   Принципиальная схема переключателя с оптронной развязкой показана на рис.1., перечень элементов приведен ниже.Схему можно собрать на беспаечных или печатных платах. Разводка зависит от используемого реле, размера и формы других компонентов.Питание схемы +(6—12)V

Переключатель с оптронной развязкой

Рис.1. Переключатель с оптронной разв язкой

Перечень элементов переключателя с оптронной развязкой

Интегральная схема КМОП 4093Оптрон, 4N25 или эквивалентныйКремниевый диод общего назначения, 1N4148Кремниевый р-п-р транзистор общего назначения, 2N2907Реле на 6 или 12 В (см. в тексте)Резистор, 100 кОм, 0,25 Вт, 5%Резистор, 4,7 кОм, 0,25 Вт, 5%Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 16 В

   При монтаже следует быть внимательными к подключению входных проводов в пластмассовый корпус, чтобы линии высокого напряжения были полностью изолированы.   Следует быть внимательным при монтаже полярных компонентов (диодов, электролитических конденсаторов и тиристоров). В этой схеме могут быть использованы тиристоры с пиковым обратным напряжением (PIV - peak inverse voltage) не менее 200 В.   Предохранитель выбирается в зависимости от используемых ламп. Предохранитель на ток 1 А применяется с лампами 5-40 Вт, 2 А - с лампами 60-100 Вт, предохранитель на 5 А - с лампами 120-200 Вт.

Добавить комментарий

radiofanatic.ru

Клаус и Клаусмобиль - Применение термокомпенсированной оптронной развязки в преобразователях напряжения (или Оптронов не жалеть, часть 3)

АN10: Применение термокомпенсированной оптронной развязки в преобразователях напряжения (или Оптронов не жалеть, часть 3)

(c) klausmobile 2001

Простейшая аналоговая оптронная развязка, применимая в автомобильных ПН - делитель-оптрон-ИОН. Приведен фрагмент реального ПН для питания лампового однотактника (в классе А). Подпорка на стабилитроне (39В) практически исключает влияние температурной нестабильности оптрона. Но какой ценой: ценой роста коэффициента передачи всей цепочки и сужения диапазона входных напряжений, при которых выходной сигнал более-менее линеен. В классе А это прошло (альтернативный "балансный" вариант имеет более широкий входной дипазон). А вот в транзисторном усилителе в классе Б - влияние пульсаций тока нагрузки требует более линейного датчика с широким диапазоном входных напряжений.

Впервые эта замечательная двухоптронная схема попалась мне на глаза в публикации Uldis'а о преобразователе напряжения его бортового усилителя. Вот так, на паре оптронов, реализуется термокомпенсированная ОС по напряжению в преобразователе с полностью гальванически развязаными входной частью (ШИМ контроллер) и выходной (фильтры и нагрузка).

Просто включить оптрон последовательно с гасящим резистором допустимо в домашней аппаратуре, но совершенно неприемлемо на борту. Изза температурной зависимости коэффициента передачи оптрона (он всегда отрицательный, порядка 0.5 - 1% на градус) точка стабилизации уплывет неприлично далеко. Из графика (вырезан из даташита TLP621) можно прикинуть, что коэффициенты передачи при -25С и +75С соотносятся как 1:1.7 для входных токов 5..25 мА (ТК 0.5-0.8 %/град) и 1:2.5 для токов ниже 5 мА (ТК 0.7-1.5%.град). Кстати, именно поэтому рекомендуемый производителем входной ток (светодиода) как раз 5..16мА - дрейф минимален.

Термокомпенсированная схема снижает ТК всей цепи за счет того, что второй оптрон (на рисунке А1) крадет ток первичной цепи, причем доля украденного плавает с тем же ТК что и у первичного оптрона (на рисунке А2). Полагая коэффициенты передачи A1, A2 равными К (вполне допустимо), коэффициент ослабления тока эмиттерного повторителя D=R3/R2, решаем простейшее уравнение и получаем отношение тока через R2 (выход) к току входного светодиода.

Подставив температурную зависимость К=К0-B(T-T0), где К0 - значение при T0=+25С, В - температурный коэффициент, можно решить уравнение относительно температуры и найти оптимальный коэффициент выходного делителя D. В нормальном диапазоне изменений В (0.5-1.5%/град) оптимальный коэффициент D примерно равен квадрату K0. Ошибка регулирования на краях температурного диапазона сокращается с ростом К0. В целом реально уменьшить дрейф коэффициента передачи всей цепи ООС в пять раз по сравнению с некомпенсированным делителем.

  • K0 = 1, B=0.5% : D=1..1.5 (ошибка регулирования в диапазоне -25..+75С не более 7%)
  • K0 = 0.5, B=0.5% : D=0.25..0.4 (ошибка регулирования 4%)
  • K0 = 1, В=1% : D=1..1.2 (ошибка регулирования 12%)
  • К0 = 2, В=1% : D=4.4 (ошибка регулирования 10%)
  • К0 = 4, В=1% : D=17 (ошибка регулирования 10%)

Расчет номиналов для Uвх = 250В, опорного уровня контроллера Uref = 5.0В, К0 = 3. Ток входной цепи задаем минимально возможным (5мА), тогда R1 = 250В/5мА > 47кОм. Мощность рассеиваемая R1 при 25% перенапряжении P=(300В)^2/47k=1.9Вт. Выбираем D=3^2=9 (тогда X = 1.5). Ток через R2 равен X*Iвх=7.5мА, напряжение на R2 равно Uref+Ube=5.0+0.6=5.6В, R2=5.6В/7.5мА > 750 Oм. R3 = DR2 > 6.8кОм. Общий ток потребления вторичной цепи от батареи +12В равен 8.5 мА. Максимальная мошность, рассеиваемая активным прибором, приходится на транзистор А1 и равна 7.5мА*(12В-5.6В) > 50 мВт (все в норме).

Благодарности, ссылки, примечания

Главная - English - Mail

Hosted by uCoz

klausmobile.narod.ru

Схема оптронной гальванической развязки

Разработать схему выходной оптронной гальванической развязки (ОГР), подключаемой к логическому элементу с открытым коллектором, и рассчитать необходимые элементы схемы с исходными данными по варианту табл. 13. В схеме обеспечить индикацию включённого состояния выхода. В таблице приняты следующие обозначения: VT - биполярный транзистор или полевой с изолированным затвором, СМ - симисторный выход (напряжение переменного тока), ТТЛ - уровни ТТЛ логики, ОР - оптореле, ЭМР - электромагнитное реле, устанавливаемое на плату.

Пример выполнения задания

В примере разрабатывается ОГР на базе транзисторной оптопары 4N25 с выходными параметрами: напряжение выхода UВЫХ= 220 В dc, коммутируемый ток IКОМ =1 А (рис. 12).

ОГР разрабатывается в следующей последовательности:

1. Расчёт резистора R1

Резистор R1 рассчитывается в последовательности, аналогичной заданию 2. Для оптопары 4N25 [6] при токе через её светодиод IVD=10 мА напряжение UVD(VU)=2 В. Напряжение Ucc=5 В.

Индикацию включённого состояния оптопары (соответственно выхода) выполняем светодиодом VD1 АЛ307А. При токе IVD = 10 мА напряжение UVD1=2 В.

R1=(UCC-UVD-U0)/IVD= (5-2-2-0,4)/0,01=60 Ом.

P=URn•IVD=0,6•0,01=0,006 Вт.

Выбираем резистор МЛТ 0,063 Вт - 60 Ом ± 10 % [3].

Схема оптронной гальванической развязки - Инвестирование - 1

Рис. 12. Оптронная гальваническая развязка

2. Расчёт резисторов R2 и R3

Оптопара 4N25 имеет следующие характеристики: напряжение К-Э UКЭ=30 В, максимальный ток коллектора IKвых=150 мА, напряжение изоляции UИЗ=2,5 кВ. С учётом данных характеристик оптопара не может быть использована для получения выходных параметров задания, поэтому её используем для управления мощным ключом на базе полевого транзистора.

Для питания фототранзистора оптопары используем пассивный стабилизатор R3-VD4. Выбираем стабилитрон VD4 КС191 с напряжением стабилизации 9,1 В и током IVD4=7 мА. Резистор R3, ограничивающий ток через стабилитрон, определяется выражением R3=(UOUT- UCT)/ICT= (220-9,1)/0,007=30128 Ом. Выбираем 30 кОм - ряд Е24.

P= UR3•IR3=210,9•0,007=1,47 Вт.

Выбираем резистор МЛТ 2 Вт 30 кОм ±5 % [3].

Задаём ток через резистор R2 IR2=5 мА и напряжение UVD4= 9,1 B dc<30 B, которое будет использоваться для управления полевым транзистором. Через фототранзистор оптопары задаётся малый ток, так как управление полевым транзистором осуществляется напряжением.

Исходя из этих условий рассчитаем резистор R2.

R2=(UVD4-UVTVU)/IR2=(9,1-0,4)/0,005=1740 Ом.

P= UR2•IR2=8,7•0,005=0,0435 Вт.

Выбираем резистор МЛТ 0,125 Вт 2 кОм ±5 % [3].

3. Выбор полевого транзистора

Выбираем полевой транзистор с N каналом IRFRC20 [6], который наиболее полно удовлетворяет требованиям задания. Транзистор работает в ключевом режиме и имеет следующие характеристики: напряжение UBRDSS (U23)=600 B; напряжение управления UGS (U13)=10 B, ток IDS (I23)=2 A, рассеиваемая мощность PD=42 Вт.

Таблица 13

№ варианта Микросхема Тип выхода Коммутируемое напряжение, В Коммутируемый ток, мА
ЛА7 VT
ЛИ2 СМ
ЛН2 VT
ЛН2 VT
ЛА7 ОР
ЛА8 ТТЛ
ЛА7 ТТЛ
ЛИ2 ОР
ЛА7 ТТЛ
ЛИ4 VT
ЛА10 VT
ЛА7 ЭМР
ЛА10 СМ
ЛА7 VT
ЛН2 ОР
ЛА7 СМ
ЛА10 VT
ЛА7 СМ
ЛЕ11 ТТЛ
ЛА10 СМ
ЛН2 ЭМР
ЛН2 СМ
ЛН2 VT
ЛА7 СМ
ЛН2 ОР
ЛЕ11 ЭМР
ЛН2 VT
ЛА8 VT
ЛИ4 СМ
ЛИ2 СМ
ЛИ2 ОР
ЛИ2 СМ
ЛА10 VT
ЛН2 СМ
ЛА10 СМ
ЛН2 ЭМР
ЛИ4 ЭМР
ЛН2 СМ
ЛЕ11 ОР
ЛА8 ТТЛ
ЛИ4 ОР
ЛА10 ОР
ЛА7 ЭМР
ЛА10 ЭМР
ЛИ4 СМ
ЛА10 VT
ЛН2 VT

Окончание табл. 13

№ варианта Микросхема Тип выхода Коммутируемое напряжение, В Коммутируемый ток, мА
ЛН2 VT
ЛИ2 VT
ЛА8 ОР
ЛН2 ЭМР
ЛА7 VT
ЛА7 СМ
ЛА10 VT
ЛИ4 ЭМР
ЛИ4 ТТЛ
ЛН2 СМ
ЛА7 СМ
ЛИ4 ОР
ЛА8 СМ

Задание 14

Программирование ПЛИС

Разработать логическую схему с использованием языка MAX+plus II Baseline [8] для программирования ПЛИС на основе функций, указанных в соответствующем варианте табл. 14. Х1 ÷ Х4 - входы схемы; Y1 и Y2 - выходы схемы.

Таблица 14

№ варианта Функции
Y1=/(X2•X1•/X4+X1)+/(X4+X2) •/X2
Y2=/(X1•/X3•X2+/X3)+/(X3+/X1)+/X4
Y1=/(X2+/X3+X4+/X2) •/(X3•X4)+/X1
Y2=/(/X4•X3•X2+X3) •/(/X2+/X4) •X2
Y1=/(X4•X2+/X4+X4) •/(/X2•X4) •/X1
Y2=/(X1+/X4+/X1•X4)+/(/X1•X1) •/X2
Y1=/(/X2+/X2•/X2•X1) •/(X1•/X1)+/X4
Y2=/(/X3+/X1+X2+/X3)+/(X2•X2) •/X1
Y1=/(/X1+X4•X3•/X1) •/(X3+X2)+X3
Y2=/(X1•/X3•/X2•X3) •/(/X4+/X2) •X4
Y1=/(X2+/X3•/X1+/X4)+/(X1•/X4)+X3
Y2=/(/X2+/X2•/X2•/X1)+/(X2•X1) •/X2
Y1=/(X3+/X4•X1+X1) •/(/X1•/X1)+X4
Y2=/(X4+X4•X4•/X3)+/(/X3+/X4)+X1
Y1=/(/X3+/X2+/X1+X3)+/(/X1•/X4)+X1
Y2=/(/X4+/X3•X3+X3)+/(/X3+X4)+X2
Y1=/(/X4•X2•X1+X4)+/(/X3+/X2)+/X4
Y2=/(/X4•X1•X3•X3)+/(/X4+X3) •X4
Y1=/(/X2•/X3•/X4+X2) •/(/X2•/X4) •X4
Y2=/(/X1+/X3•/X2+/X2)+/(/X2•X3) •X1
Y1=/(X3+/X3+/X2•X3)+/(X1•/X1)+/X2
Y2=/(/X1+X1+X4•X1) •/(X4•X1)+X2

Продолжение табл. 14

№ варианта Функции
Y1=/(X4•X2•/X3•/X4)+/(/X1•X1) •/X1
Y2=/(/X1•X3+/X3+/X1)+/(X2•/X4)+/X4
Y1=/(X2+/X4•X1+X1)+/(/X2•X4) •/X4
Y2=/(/X3•X2+/X2•/X2) •/(/X1+X2) •/X1
Y1=/(X3+/X2+X4+X3)+/(X4•/X4) •X1
Y2=/(X3+X1+X4•/X4)+/(/X2+X1)+X4
Y1=/(/X2+/X3•X3•/X1)•/(X2+/X2) •X1
Y2=/(X3•/X1•X2•X3)+/(/X4•X1) •/X4
Y1=/(/X4+/X3+X2+X3) •/(/X2•X1) •X1
Y2=/(/X2+/X2+X3•X2) •/(X3+X2)+/X4
Y1=/(X2+X3•X1+/X3) •/(X1•X3) •X4
Y2=/(/X4+/X2•X3+X1)+/(X1+X1) •/X1
Y1=/(/X2+/X3+/X3+/X3) •/(/X4+X1)+X4
Y2=/(X3•/X2+X2•/X2) •/(/X4•/X4) •X4
Y1=/(/X1•X2+X4+/X4) •/(/X2•X2) •X2
Y2=/(/X2•/X1•X4+/X3) •/(/X1•X4)+/X1
Y1=/(/X1+/X1+/X4+X2) •/(X2•X2) •X1
Y2=/(X1•X2•X3+/X3) •/(/X1•/X1)+/X1
Y=/X3+/(/((/X4•/X4)+X2) •/X2)
Y=/X1•/(/((X3•X4) •X2)+/X1)
Y=X2+/(/((X4•/X3)+X1) •X4)
Y=/X2•/(/((/X2•X4) •/X2)+/X2)
Y=X1+/(/((X1•X2)+X4) •/X4)
Y=/X4+/(/((/X1+X4)+X2)+/X4)
Y=/X2•/(/((/X4+X1) •X1)+X4)
Y=/X2+/(/((/X4•X2) •X3)+X3)
Y=X3+/(/((X1•/X3) •/X1) •/X3)
Y=X3+/(/((X1•X3) •X2)+X1)
Y=/X4+/(/((X1•/X2)+X4)+X2)
Y=X3+/(/((/X1+/X1) •X1)+/X3)
Y=/X1•/(/((X1+X2) •/X4)+/X1)
Y=/X3•/(/((/X2+X4) •/X1) •/X2)
Y=/X3•/(/((/X2+/X4) •/X1) •/X1)
Y=/X2•/(/((/X1+/X4)+/X2) •/X4)
Y=/X2+/(/((X2+/X1)+X1)+/X2)
Y=/X2•/(/((X1+X3)+X4)+X4)
Y=X4•/(/((/X2•X2)+/X2)+/X3)
Y=X1•/(/((/X3•X1) •X3)+X4)
Y=(X4+X4•/X1)+/(/(/X4•X2+/X3) •/X3•X2)
Y=(/X3+X2•/X2) •/(/(/X4+/X2+/X4) •X3•/X4)
Y=(/X3+/X1•X1)+/(/(X1•/X3+/X1)+X3•X1)
Y=(/X2+/X4+X1)+/(/(X2•X4•/X1)+/X1•/X2)
Y=(/X1•X1•X3) •/(/(X1+X1+X1)+X2+X2)
Y=(X2•X2+X1)+/(/(/X2•X2•X1) •/X2•/X4)

Продолжение табл. 14

№ варианта Функции
Y=(/X4+/X4+/X2) • /(/(/X3+/X3•/X3)+X3•X2)
Y=(/X2•X4+/X4) •/(/(X3•/X1•/X1) •X4•X1)
Y=(X1+X2+/X4) •/(/(/X4•X2•/X1)+X4+X3)
Y=(/X3+X1•/X2)+/(/(X1•X1+/X1) •/X2+X2)
Y=(/X2•/X3+X2)+/(/(/X1•X1+X1)+X1+/X2)
Y=(X4+/X1•X4) •/(/(X1•X2•/X4) •X3•/X2)
Y=(/X1•/X3+/X1)+/(/(X3•X4+/X4) •/X2•X3)
Y=(/X1•/X2+/X3)+/(/(/X2•/X4+/X2)+X2+/X2)
Y=(/X3+X1+X1)+/(/(X2+/X2•/X3)+X1+X1)
Y=(X2+X4•/X3)+/(/(/X3+/X3+/X3)+X3•/X1)
Y=(/X2+X1+X4)+/(/(X4•X3+X2)+/X4+/X3)
Y=(X2+X4•/X4)+/(/(/X3•/X1+X2) •/X3+X3)
Y=(/X4•X1+/X1) •/(/(X1•/X1•/X4)+X3+X2)
Y=(/X4•X4+/X3) •/(/(X3•/X1+X4)+X2•X1)
Y=(X4+X4•/X1)+/(/(/X4•X2+/X3) •/X3•X2)
Y=(/X3+X2•/X2) •/(/(/X4+/X2+/X4) •X3•/X4)
Y=(/X3+/X1•X1)+/(/(X1•/X3+/X1)+X3•X1)
Y=(/X2+/X4+X1)+/(/(X2•X4•/X1)+/X1•/X2)
Y=(/X1•X1•X3) •/(/(X1+X1+X1)+X2+X2)
Y=(X2•X2+X1)+/(/(/X2•X2•X1) •/X2•/X4)
Y=(/X4+/X4+/X2) •/(/(/X3+/X3•/X3)+X3•X2)
Y=(/X2•X4+/X4) •/(/(X3•/X1•/X1) •X4•X1)
Y=(X1+X2+/X4) •/(/(/X4•X2•/X1)+X4+X3)
Y=(/X3+X1•/X2)+/(/(X1•X1+/X1) •/X2+X2)
Y=(/X2•/X3+X2)+/(/(/X1•X1+X1)+X1+/X2)
Y=(X4+/X1•X4) •/(/(X1•X2•/X4) •X3•/X2)
Y=(/X1•/X3+/X1)+/(/(X3•X4+/X4) •/X2•X3)
Y=(/X1•/X2+/X3)+/(/(/X2•/X4+/X2)+X2+/X2)
Y=(/X3+X1+X1)+/(/(X2+/X2•/X3)+X1+X1)
Y=(X2+X4•/X3)+/(/(/X3+/X3+/X3)+X3•/X1)
Y=(/X2+X1+X4)+/(/(X4•X3+X2)+/X4+/X3)
Y=(X2+X4•/X4)+/(/(/X3•/X1+X2) •/X3+X3)
Y=(/X4•X1+/X1) •/(/(X1•/X1•/X4)+X3+X2)
Y=(/X4•X4+/X3) • /(/(X3•/X1+X4)+X2•X1)
Y=/(/X1•/(/X4+X2)+/(/X3+X1))
Y=/(/X1•/(X4•/X2)+/(/X3•X1))
Y=/(X1+/(/X3•X2)+/(/X1+/X1))
Y=/(/X4•/(/X2+/X4) •/(/X1•X4))
Y=/(/X4•/(/X3+X1)•/(/X1+X4))
Y=/(X2+/(/X2+X2) •/(X3+/X4))
Y=/(X3•/(X3•/X4) •/(/X3•X2))
Y=/(X3+/(X4•/X2)+/(/X2+X3))

Окончание табл. 14

№ варианта Функции
Y=/(X1+/(/X2•/X1)+/(X3•/X2))
Y=/(X3•/(X1•/X1)+/(/X2+/X3))
Y=/(/X2+/(/X3*X2)+/(X3+X3))
Y=/(X4+/(/X2+/X3) •/(/X4+/X3))
Y=/(X2•/(X2+/X1) •/(/X2•X1))
Y=/(/X2•/(/X1+X2) •/(X4•/X2))
Y=/(X1+/(/X1+/X3) •/(X3+X3))
Y=/(X1•/(X3+/X2)+/(/X4+X4))
Y=/(X3•/(X3+X4) •/(/X4•/X1))
Y=/(X1+/(/X2+X1) •/(X2+/X1))
Y=/(/X1+/(/X3+/X1) •/(/X4•X2))
Y=/(X2•/(/X1•/X4) •/(X1+/X4))
Y=/(X1•X3)+X4+/((/X1+X1)•X2)
Y=/(/X3+X1)+X2+/((/X4+X1)+/X1)
Y=/(/X2•/X3) •X3+/((X3+/X4)+X3)
Y=/(X2•X1) •X2•/((/X2•/X4)+/X2)
Y=/(X3•X1)+X2+/((/X2•X2) •X1)
Y=/(X2•X1) •/X4+/((X3+X1)+/X3)
Y=/(/X2•X1) •/X1+/((X3•X1) •X4)
Y=/(/X1•/X3) •/X3•/((/X2•X2) •/X1)
Y=/(/X1+/X3)+X2+/((/X1+/X1) •/X2)
Y=/(/X1+X3)+X3•/((X4•X1) •X2)
Y=/(/X1+/X3) •/X1+/((X1•X1) •/X3)
Y=/(/X4+X3) •/X4+/((/X4•/X1)+/X1)
Y=/(X2+/X1)+X3•/((X2•/X1)+X3)
Y=/(/X4•X3) •X2•/((X1+X3) •/X4)
Y=/(/X3+/X3)+X3+/((/X3*X3) •X1)
Y=/(X3•X2)+/X2+/((/X4•X1) •/X3)
Y=/(X3+X4) •/X4•/((/X1+X4)+/X2)
Y=/(X1+X1) •X4+/((X3+/X1)+X1)
Y=/(X4+X2) •/X3+/((X4+/X1)+X4)
Y=/(X3•/X3)+X4+/((X3+/X2)+/X3)
Y=/(/X3•X4)+/X3•/((X1•/X1) •/X4)
Y=/(X2+X1) •X1+/((X2+X1)+X2)
Y=/(X2•/X1) •X4+/((X2•/X4)+X4)
Y=/(/X3•X1)+X1•/((/X2•/X2) •X2)
Y=/(X2+X4) •/X4•/((/X2+/X4) •/X4)
Y=/(X2•X4)+X1+/((X1•X2)+/X3)
Y=/(/X1•X4) •X4+/((X4•X2)+X2)
Y=/(X1•/X1) •X2+/((X1•/X2)+X4)
Y=/(/X4+/X4)+X1+/((X3+X4) •X4)
Y=/(X3+X4)+X3•/((/X1+X1)+X2)

Окончание табл. 14

№ варианта Функции
Y=/(/X1•/X2)+/X2+/((/X3+/X3)+/X2)
Y=/(X1+/X1) •X3+/((/X4+X1) •X2)
Y=/(/X2+X2) •X1•/((/X1•/X1) •/X3)
Y=/(X2+/X4)+/X3•/((X3•/X3) •/X2)
Y=/(X1•/X4) •/X1+/((X2•/X4)+X2)
Y=/(/X3+X3) •/X1+/((/X3+X3) •X2)
Y=/(X2•/X1) •/X4+/((/X1•X3)+/X4)
Y=/(X4•/X4)+/X4+/((X4+X2) •/X2)
Y=/(/X3•X2) •X3•/((/X1+X4) •/X1)
Y=/(X1+X3) •X3•/((X2+/X3) •X2)

Библиографический список

1. Логические ИС: КР1533, КР1554: Справочник в 2ч. / И.И. Петровский и др. -М.: ТОО «Бином»: Фирма «Микаш», 1993 г. - 456 с.

2. Иванов, В.И. и др. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: справочник / В. И. Иванов, А. И. Аксенов, А. М. Юшин. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 448 с.

3. Резисторы: Справочник / В. В. Дубровский, Д. М. Иванов, Н.Я. Протусевич и др.; Под ред. И. И. Четверткова и В. М. Терехова.- 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1991. - 528 с.

4. Компанейц, А.Н. Проектирование систем управления на базе интерфейсов МПИ и И41: учеб. пособие /А.Н. Компанейц - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000. - 48 с.

5. Стешенко, В. Б. ACCEL EDA Технология проектирования печатных плат / В.Б. Стешенко - М.: Нолидж. - 507 с.

6. www.platan.ru.

7. Компанейц, А.Н. Схемотехника систем управления: консп. лекций А.Н. Компанейц - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007.- 103 с.

8. Антонов, А.П. Язык описания цифровых устройств Altera HDL: практический курс / А.П. Антонов - М.: ИП Радио Софт, 2001.- 224 с.

9. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы: справочник / А. В. Баюков, А. В. Гитцевич, А. А. Зайцев и др.; под общей ред. Н. Н. Горюнова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. 744 с.

Оглавление

Введение ……………………………………………………………………… 1. Задание 1. Схема формирования сигнала интерфейса с заданной задержкой ……………………… …………………………………………………….. 2. Задание 2. Схема подключения светодиода к элементу с открытым коллектором ……………………………………….. ……………………………. 3. Задание 3. Схема управления регистром …………………………………. 4. Задание 4. Схема управления магистральным приёмопередатчиком ….. 5. Задание 5. Дешифратор адреса ……………………………………………. 6. Задание 6. Модуль входных сигналов …………………………………… 7. Задание 7. Модуль выходных управляющих сигналов …………………. 8. Задание 8. Модуль управления приводами ……………………………… 9. Задание 9. Модуль адаптивного управления …………………………….. 10 . Задание 10. Модуль ввода/вывода аналоговых сигналов ……………… 11. Задание 11. Модуль измерительных преобразователей ……………….. 12. Задание 12. Разработка печатной платы в АСППП PCAD………………. 13. Задание 13. Схема оптронной гальванической развязки ……………….. 14. Задание 14. Программирование ПЛИС …………………………………... Библиографический список …………………………………………………        

Редактор Н.Н. Пацула

ИД 06039 от 12.10.2001

Сводный темплан 2007

Подписано к печати 02.02.07. Бумага офсетная. Формат 60х84 1/16. Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 2,25. Уч.- изд. л. 2,25.

Тираж ХХХ экз. 150 Заказ ХХХ.

Издательство ОмГТУ, 644050, Омск, пр. Мира, 11

Типография ОмГТУ

studlib.info

Сопряжение микроконтроллера с компьютером без MAX232 | others

Недавно пришлось снова подключать микроконтроллер к компьютеру по RS232, и пришлось сдунуть пыль со старых проверенных схем.

Известно, что основная проблема невозможности прямого подключения сигналов от COM-порта компьютера к UART микроконтроллера - несоответствие логических уровней 0 и 1, а также инверсия сигнала. Все эти проблемы призваны решать микросхемы типа MAX232, но такая микросхема не всегда бывает под рукой. Приведу две схемы, которые могут согласовать физические уровни сигналов и позволяют подключить микроконтроллер к компьютеру. Обмен данными при этом возможен в обе стороны. Эти схемы по сравнению с MAX232 имеют один существенный недостаток - для питания схемы без электрической развязки (создания отрицательного напряжения) используется выходной сигнал RTS компьютера (ножка 7 папы DB9), а для питания схемы с оптронной развязкой для получения положительного напряжения используется еще и выходной сигнал компьютера DTR (ножка 4 папы DB9).

[Схема без электрической развязки]

com-port-noisolated1.jpg com-port-noisolated2.jpg

Эта схема проще. Здесь P3.0 - входной порт последовательного порта (RXD) микроконтроллера MCS51 (например, AT89C51), а P3.1 - выходной порт (TXD). Напоминаю, что каждый из портов имеет нагрузочный резистор внутри микроконтроллера номиналом в 51k. Кабель, отходящий от платы, имеет разъем мама DB9 и может напрямую подключаться к COM-порту компьютера. Чтобы схема заработала, программное обеспечение компьютера должно установить сигнал RTS порта COM в состояние лог. 1 (при этом на ножке 7 разъема DB9 образуется необходимое для питания схемы отрицательное напряжение -12..15 вольт).

com-port-noisolated3

Это еще одна схема без гальванической развязки, взята из платы AVR-IO-M16 компании Olimex. Схема примечательна тем, что не требует дополнительных сигналов для формирования отрицательного напряжения, чем повышается удобство использования - можно применить любое программное обеспечение, работающее с COM-портом, не обязательно самописное. Отрицательное напряжение получается с выхода выпрямителя D10C6, и его уровня достаточно для формирования вполне работоспособного выходного сигнала порта RS232. Все это сделано ценой незначительного усложнения схемы (по сравнению с предыдущей).

[Схема с оптронной развязкой]

com-port-isolated1.jpg

У этой схемы большое достоинство в том, что отсутствует риск порчи COM-порта компьютера и/или схемы, в которой стоит микроконтроллер - из-за возможной разности потенциалов шасси компьютера и общего провода схемы микроконтроллера. Наименование сигналов, подписанных справа, относятся не к компьютеру, а к устройству с микроконтроллером. Для подсоединения нужен прямой кабель мама DB9 - папа DB9. Чтобы схема заработала, программное обеспечение компьютера должно установить сигнал RTS порта COM в состояние лог. 1 (при этом на ножке 7 разъема DB9 образуется необходимое для питания схемы отрицательное напряжение -12..-15 вольт), а сигнал DTR порта COM в состояние лог. 0 (при этом на ножке 4 разъема DB9 образуется необходимое для питания схемы положительное напряжение +12..+15 вольт).

[Полезные ссылки]

1. Схемы data-кабеля для мобильного телефона на основе MAX232. 2. Замечательная статья Алексея Кузьминова, "Современные аппаратные средства связи микроконтроллера с компьютером по интерфейсу RS-232" из журнала "Компоненты и технологии", №3, 4 и 5. 3. Замена MAX232.

microsin.net


Каталог товаров
    .