Сигналы с датчиков и с пульта оператора для каждого канала подаются через масштабный усилитель на аналоговый мультиплексор, который в зависимости от состояния адресных входов выбирает необходимый. Номер сигнала задаётся в МК. Далее сигнал запоминается в УВХ, переводится в двоичный код и заносится в микроконтроллер. После выполнения всех необходимых действий, микроконтроллер выдаёт выходной сигнал в двоичном виде. Этот сигнал преобразуется в аналоговый вид и подаётся на входы четырёх УВХ. На управляющие входы УВХ подаётся сигнал с дешифратора. Дешифратор преобразует адрес, который выдаёт МК и выдаёт активный сигнал на одну из выходных линий, таким образом выбирая одно из УВХ. При отклонении текущей частоты от заданной более чем на 10% выдаётся сигнал на блок светоиндикаторов.

ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И РЕАЛИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ СХЕМЫ.

Линии портов ввода-вывода микроконтроллера КР1816ВЕ51 имеют уровни логических единицы и нуля соответствующие ТТЛ уровню. Поэтому для цифровых элементов схемы была выбрана ТТЛ серия КР1533. Маломощные быстродействующие микросхемы этой серии удовлетворяет требованиям по быстродействию и потребляемой мощности.

Для других элементов схемы при выборе элементов использовались такие критерии как возможность согласования с МК, низкая потребляемая мощность, функциональная завершённость микросхем.

Рассмотрим реализацию каждого из блоков.

Масштабный усилитель

Масштабный усилитель (МУ) построен на основе операционного усилителя К140УД6. Схема его включения показана на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Масштабный усилитель.

Используется схема с отрицательной обратной связью с подачей входного напряжения на инвертирующий вход. При этой схеме включения коэффициент усиления равен К=Rос/R1, сопротивление R2=Rос||R1.

Для МУ, преобразующих сигнал, с датчиков частот: К=5/25=0.2.

Roc=5.1 кОм. R1=25,5 кОм, согласно рядам стандартных сопротивлений R1=24 кОм, R2=4,5 кОм, согласно рядам стандартных сопротивлений R2=4,3 кОм.

Для МУ, преобразующих сигнал, с пультов оператора: К=5/15=0.333.

Rос=5.1 кОм. R1=15,3 кОм, согласно рядам стандартных сопротивлений R1=15 кОм, R2=3,8 кОм, согласно рядам стандартных сопротивлений R2=3,9 кОм.

Резистор R3 является подстроечным и используется для регулировки смещения нуля.

В качестве R3 используется резистор СП0-1.

Напряжения питания: Uп= ± 15 в.

Устройство выборки-хранения

Для устройства выборки и хранения была выбрана микросхема КР1100СК3. Схема включения показана на рис.2.2.

Рис.2.2. Устройство выборки и хранения.

Микросхема имеет в своем составе 4-х ключевой коммутатор и парафазный усилитель. При применении в качестве УВХ используется полный набор функциональных элементов.

 Элементы имеют следующие параметры: С1=С2=50 пФ, R1=R2=R3=5 кОм.

Управляющие сигналы подаются на выводы 14 и 2 и должны быть взаимодополняемыми. Режиму выборка соответствует ТТЛ-уровень логической единицы на выводе 2 и нуля на выводе 14. На вывод 14 подаётся напряжение с дешифратора, на вывод 2 подаётся напряжение с дешифратора через инвертор (используемый дешифратор имеет инверсные выходы).

 Входное напряжение подаётся на вход 2-го ключа (вывод 13). Выходное напряжение снимается с выхода операционного усилителя (вывод 9).

Напряжения питания: Uп= ± 15 в.

Время выборки 3,5 мкс.

Коммутатор

В качестве аналогового коммутатора используется микросхема КР590КН1. Этот коммутатор имеет 8 входов (4 входа – сигналы с датчиков, 4 входа – сигналы с пультов оператора). Предельное коммутируемое напряжение – 5 в. Напряжения питания: Uп1= - 15 в., Uп2= + 5в.