Коммутаторы аналоговых и цифровых сигналов

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Основное назначение: преобразование потоков информации из последовательных в параллельные и из параллельных в последовательные.

Сигналы от нескольких датчиков могут подаваться на один вход АЦП, а последовательность подключения датчиков к АЦП определяет коммутатор, включаемый между датчиками и входом АЦП.

Управляется коммутатор по сигналам контроллера.

Основные требования к коммутаторам: высокое быстродействие при переключении, а также надежная гальваническая развязка между каналами, между цепями управления коммутатора и каналами.

В системах с малым быстродействием в качестве коммутаторов могут использоваться малогабаритные магнитные реле (герконы).

Недостатки механических контактов: дребезг, большое время переключения.

Для управления реле требуется дополнительный буферный элемент (инвертор или повторитель с открытым коллектором).

В настоящее время в качестве коммутаторов в основном используются специальные микросхемы, в которых роль ключей выполняют КМОП транзисторы.

По своим характеристикам двунаправленный КМОП ключ эквивалентен механическому контакту.

Интегральные коммутаторы выпускаются в стандартных корпусах для микросхем и содержат встроенные схемы управления, работающие как от уровня ТТЛ (5В), так и от уровня КМОП (+3 ÷ +5 В). Они могут коммутировать как аналоговые, так и цифровые сигналы, обладают свойством двунаправленности. Отдельные типы коммутаторов содержат встроенные дешифраторы, что позволяет выполнять им функции мультиплексоров и демультиплексоров.

С точки зрения схемотехники коммутаторы выполняются в виде:

1. независимых ключей;

2. переключателей (несколько входов на один выход и наоборот).

Схема К590КН6 выполняет функцию мультиплексор демультиплексор, имеет структуру 8 × 1 (1× 8).

Рисунок 65- Схема К590КН6.

При Е=0 все ключи закрыты при любой комбинации двоичного кода управления.

Существует аналоговая схема К591КН1, аналог КН6, только 16 × 1.

Параметры микросхемы:

Технология КМОП

Число каналов 8

Напряжение питания ± 15 В

Напряжение управления U¹_у≥ 4÷ 16 В

U⁰_у≤ 8 В

Номинальное напряжение ± 15 В

Номинальный ток 20 мА

Сопротивление открытия 300 Ом

Время переключения 0, 3 мкс

К590КН3 имеет структуру 2 (4× 1):

Рисунок 66- Схема К590КН3.

К590КН2 имеет 4 независимых ключа:

Рисунок 67- Схема К590КН2.

Вывод и отображение информации

В микропроцессорных устройствах в основном используется простейший способ индикации (вкл., выкл.). Для этой цели используют светодиоды, а для отображения алфавитно – символьной информации используются сегментные либо матричные индикаторы, использующие различные принципы работы.

Для отображения простых функций (вкл., выкл., авария и т.д.) используют отдельные светодиоды различных цветов (белый, красный, зеленый, желтый и т.д.).

Схемы подключения светодиодов:

1.через транзистор:

Рисунок 68- Схема подключения светодиода через транзистор.

∆ U_пр≈ 2 B

I_пр= 5÷ 20 мА

I_пр = 10 мА

U_п = +5 В

R_огр = 270÷ 300 Ом

R_огр=(U_п – 2В)/I_пр.ном

Яркость светодиода пропорциональна прямому току.

2.через инвертор

Рисунок 69- Схема подключения светодиода через инвертор.

Светодиод можно подключать непосредственно к разряду порта, если позволяет нагрузочная способность.

Существуют светодиоды с малым прямым током. Их можно подключать к обычному порту с нагрузочной способностью до 1, 5 мА.

Сегментные светодиодные индикаторы

Такие индикаторы выполняются в виде микросхем в стандартных корпусах с различной высотой цифр.

Рисунок 70 – Обозначение сегментов.

Существуют два типа матрицы диодов для таких индикаторов:

а) схема с общим анодом

Данная схема управляется низким уровнем сигнала.

б) схема с общим катодом

Данная схема управляется высоким уровнем сигнала.

Семь отображающих сегментов а-g позволяют высвечивать десятичные и шестнадцатеричные цифры, а также некоторые буквы русского и латинского алфавита и некоторые условные символы.

Электрические параметры в схеме такие же, как и у обычного светодиода:

U_п≥ 2 В, I_пр =5÷ 20 мА

⇐ Предыдущая 1 2 34