Información china para TLC04

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El circuito del filtro se muestra en la Figura 5. El filtro de paso bajo del condensador conmutado de cuarto orden Butterworth TLC04 producido por la American TI Company se selecciona como componente principal del circuito del filtro, y se utiliza una fuente de alimentación dual autotemporizada de oscilador disparador Schmitt. La estabilidad de la frecuencia de corte de TLC04 solo está relacionada con la estabilidad de la frecuencia del reloj. La frecuencia de corte del reloj es ajustable y su relación de frecuencia de corte de reloj es 50:1, por lo que la frecuencia de corte de diseño es 1/1,69 × RF1 ×. CF1×50=251,8Hz Cumple con los requisitos del proceso de envejecimiento por vibración y soldadura por vibración.

Fuente: universidad

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¿Qué software se utiliza generalmente para diseñar filtros?

Descargué un software de diseño de filtros de MICROCHIP y generé un diagrama de circuito de acuerdo con los requisitos, pero los valores de resistencia y capacitancia dados son todos confusos. Quiero confiar en los valores de resistencia y capacitancia convencionales. pero definitivamente tendrá un gran impacto en la curva, sin mencionar que las resistencias pueden garantizar el 1%, pero es difícil para los capacitores electrolíticos. No es raro que haya un error básico del 20%, sin mencionar las características de temperatura. Entonces quiero calcular el peor de los casos y ver la simulación final si el filtro puede cumplir con los requisitos.

Solía ​​usar el filtro de condensador conmutado TLC04, pero ahora, debido al alto costo, quiero usar un amplificador operacional como el LM324 para paso bajo, que es más económico. O simplemente podría usar un amplificador operacional y un interruptor analógico para crear usted mismo un filtro de condensador conmutado, pero no sé cómo diseñarlo.

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Impulsar la soldadura significa aplicar vibración durante el proceso de soldadura para garantizar una amplitud y frecuencia de vibración estables en la dirección de la soldadura. Los instrumentos de soldadura por vibración generales tienen instrumentos de medición de aceleración incorporados. Sin embargo, los instrumentos de medición de aceleración de soldadura por vibración tradicionales solo se pueden fijar en un punto para la medición y es difícil garantizar el efecto de estabilización de amplitud y frecuencia. La amplitud y la frecuencia de la vibración son los dos parámetros principales que caracterizan el proceso de vibración. En aplicaciones de ingeniería, la aceleración de la vibración se utiliza generalmente para reemplazar la amplitud de la vibración, las cuales expresan el concepto de energía en el proceso de vibración. Al realizar soldadura por vibración, el parámetro de aceleración debe medirse con precisión y en tiempo real para controlar el proceso de vibración y garantizar los efectos del proceso relacionados. Para estudiar más a fondo el modo de vibración de la soldadura por vibración en un tablero de prueba específico, se diseñó y desarrolló un instrumento de medición de frecuencia de aceleración de vibración con bajo costo, bajo consumo de energía, fácil de usar y transportar y pantalla intuitiva alrededor del sensor de aceleración ADXL50. utilizando las condiciones existentes.

1 Plan de diseño

Como se muestra en la Figura 1, este instrumento incluye tres partes: sensor y su circuito periférico, circuito de acondicionamiento de señal y visualización de frecuencia de aceleración. El sensor y sus circuitos periféricos están empaquetados en un pequeño contenedor blindado y fijados en el objeto vibrante. Luego vibran sincrónicamente y emiten señales de medición; el circuito de acondicionamiento de señal recibe la señal eléctrica y realiza el procesamiento necesario, como la amplificación y el filtrado; se envía a En la parte de visualización, la frecuencia y amplitud de la señal se muestran en el tubo digital LED en forma numérica, realizando una medición en tiempo real de la aceleración y la frecuencia.

2 Diseño del sensor y sus circuitos periféricos

Como sensor de vibración se seleccionó el acelerómetro ADXL50 producido por la empresa estadounidense ADI. Está integrado en un circuito integrado de un solo chip, utiliza capacitancia diferencial como elemento sensible, utiliza tecnología de equilibrio de fuerza de retroalimentación de circuito cerrado y un circuito completo de acondicionamiento de señal para formar un acelerómetro de seguimiento de circuito cerrado, y su voltaje de salida es proporcional. a la aceleración que siente.

La figura 2 muestra la descripción de los pines del ADXL50. ADXL50 utiliza una fuente de alimentación única de 5 V, con un rango de medición máximo de ±50 g (g es aceleración de la gravedad), un rango de voltaje de salida de 0,25 ~ 4,75 V y una sensibilidad de 20 mV/g. A través de componentes externos, combinados con su amplificador buffer incorporado, se puede ajustar el factor de amplificación y el nivel a 0g para formar un circuito de filtro.

La figura 3 es el diagrama de diseño del sensor y su circuito periférico. El ajuste de la resistencia variable R4 permite que la salida del sensor ADXL50 sea de 2,5 V bajo aceleración cero. El factor de amplificación del amplificador buffer es RC2/RC3=5, es decir, la salida del sensor es 0,1V/g.

RC2 y CC3 forman un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte de 1/RC2×CC3=303Hz. La frecuencia de envejecimiento por vibración y soldadura por vibración generalmente no excede los 200Hz, por lo que puede satisfacer las necesidades.

3 Circuito de acondicionamiento de señal

3.1 Circuito de amplificación

La figura 4 muestra el circuito amplificador en el circuito de acondicionamiento de señal. Es un circuito amplificador negativo compuesto por un operacional. Amplificador del circuito de amplificación de retroalimentación, ajustando la resistencia de la resistencia variable RW2 puede ajustar aún más el factor de amplificación de la señal de salida. Restar el nivel 0g de la señal de salida puede hacer que el valor del voltaje de salida del amplificador sea exactamente 1/10 del valor de aceleración, lo que facilita una mayor visualización digital. Ajustar la resistencia de la resistencia variable RW2 puede ajustar el nivel de 0g y corregir la desviación de la señal. En la figura, VSS es la fuente de alimentación de -5 V y VCC es la fuente de alimentación de 5 V. Las otras figuras son iguales y no se describirán más. Para mejorar la integración del sistema, el TLC27L4 proporciona los cuatro amplificadores operacionales utilizados en todo el sistema.

3.2 Circuito de filtrado

El circuito de filtrado se muestra en la Figura 5. El filtro de paso bajo del condensador conmutado de cuarto orden Butterworth TLC04 producido por la American TI Company se selecciona como componente principal del circuito del filtro, y se utiliza una fuente de alimentación dual autotemporizada de oscilador disparador Schmitt. La estabilidad de la frecuencia de corte de TLC04 solo está relacionada con la estabilidad de la frecuencia del reloj. La frecuencia de corte del reloj es ajustable y su relación de frecuencia de corte de reloj es 50:1, por lo que la frecuencia de corte de diseño es 1/1,69 × RF1 ×. CF1×50=251,8Hz Cumple con los requisitos del proceso de envejecimiento por vibración y soldadura por vibración.

3.3 Circuito de detección de valor absoluto

El circuito de detección de valor absoluto (que se muestra en la Figura 6) puede realizar el procesamiento de valor absoluto en la señal de CA para facilitar una mayor visualización digital del valor de aceleración. Es decir, cuando la señal de entrada Vingt;0, la señal de salida Vout=Vin y cuando Vinlt;0, Vout=-Vin;

4 Visualización de datos

4.1 Visualización del valor de aceleración

La señal de voltaje emitida por el circuito de valor absoluto es numéricamente igual a 1/10 del valor de aceleración. Por lo tanto, se selecciona el voltímetro digital de CC JL5135 como cabezal de medición para mostrar directamente el valor de voltaje de la señal de salida a través de la pantalla digital. Al mismo tiempo, la posición del punto decimal del voltímetro digital se establece de manera que sea 10 veces mayor y. el valor mostrado es el valor de aceleración.

4.2 Visualización del valor de frecuencia

Conecte la salida de señal del circuito de filtro a un circuito amplificador de bucle abierto para convertirla en una señal de onda cuadrada de la frecuencia correspondiente y utilice el JL4ZPL- Una pantalla de cuatro dígitos. El frecuencímetro automático lee el valor de frecuencia.

5 Sección de alimentación

Todo el sistema se alimenta mediante cuatro baterías secas recargables de 1,5V. Para garantizar el funcionamiento normal de cada chip de circuito integrado, se requiere una fuente de alimentación de ±5 V. Como se muestra en la Figura 7, TPS7350 y TPS6735 se utilizan como fuentes de alimentación reguladas de 5 V y -5 V respectivamente.

Después de que el instrumento se depuró con éxito, se ha utilizado muchas veces para medir y controlar los procesos de envejecimiento por vibración y soldadura por vibración, como la prueba del proceso de soldadura por vibración de soldadura por electroescoria de placa gruesa de alto horno realizada por Shanghai Baoye. Empresa de Instalaciones Industriales. Este instrumento ha sido muy elogiado por el personal técnico relevante por su diseño portátil, uso simple e intuitivo y resultados de medición precisos.

Sobre esta base, el autor llevará a cabo una investigación en profundidad y desarrollará un sistema de control y medición de procesos de vibración basado en computadoras y microcontroladores industriales y, en última instancia, formará una serie completa de productos para el análisis de medición y control de soldadura. envejecimiento por vibración y soldadura por vibración.

Fuente: Zero Eight Mi Amor