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기존 조정 전원 공급 장치에 비해 CNC DC 조정 전원 공급 장치는 작동이 간편하고 전압 안정성이 높은 것이 특징이며, 출력 전압이 디지털로 표시되며 상대적으로 높은 전원 공급 정확도가 요구되는 장비에 주로 사용됩니다. 또는 과학 연구 실험을 위한 전원 공급 장치로 사용되며 이 설계는 단일 칩 마이크로컴퓨터를 사용하지 않고 가역 카운터, D/A 변환기, 디코딩 디스플레이 및 디지털 기술의 기타 회로만 사용합니다. 높은 제어가 가능하다는 장점이 있습니다. 정확성과 쉬운 생산.

2 유닛 회로 설계

이 CNC DC 조정 전원 공급 장치는 6개의 부품으로 구성되어 있으며 "+" 및 "-" 2개의 버튼 작동을 통해 단계별로 조정됩니다. 전압은 0.1V까지 정확하며 가역 카운터를 제어하여 각각 카운트 업 및 다운합니다. 가역 카운터의 이진 디지털 출력은 두 채널에서 실행됩니다. 한 채널은 현재 출력 전압을 정확하게 표시하기 위해 디지털 디스플레이 회로를 구동하는 데 사용됩니다. 다른 채널은 디지털-아날로그 변환 회로(D/A 변환 회로)에 들어가고 디지털-아날로그 변환 회로는 디지털 양을 비례에 따라 아날로그 전압으로 변환한 다음 이미터 팔로워를 제어하여 조정합니다. 출력 단계 및 안정적인 DC 전압을 출력합니다. 위 부품의 정상적인 작동을 실현하려면 15V 및 5V DC 조정 전원 공급 장치와 조정되지 않은 12V~17V DC 전압 세트를 제조해야 합니다. 아래에 설명된 CNC 전원 공급 장치는 주로 이 전압 세트를 제어하여 0~9V의 안정적으로 조정 가능한 DC 전압을 출력하는 것입니다.

이 원리 블록 다이어그램은 아래 그림 1에 나와 있습니다.

2.1 "+" 및 "-" 키로 제어되는 가역 카운터 설계

회로의 이 부분은 주로 두 개의 버튼 스위치를 전압 조정 키로 사용하고 업 카운팅 가역 카운터의 CPU 클럭 입력 단자는 감산 CPD 클럭 입력 단자에 연결되며 가역 카운터는 2개의 4자리 십진수 동기 가산/감산 적분 블록 74LS192를 직렬 연결하여 구성됩니다. 74LS192는 이중 시계, 사전 설정 가능, 비동기 재설정, 십진수(BCD 코드) 가역 카운터입니다. 동일한 기능을 가진 다른 칩이 있으며 비교적 쉽게 찾을 수 있습니다.

2.1.1 작동 원리

출력 전압은 0V에서 9.9V까지 조정될 수 있으므로 74LS192의 두 카운터의 총 계산 범위는 00000000에서 10011001입니다(즉, , 0~99) 및 74LS192 10진수 가역 카운터이므로 이러한 칩 2개만 계단식으로 연결하여 목적을 달성할 수 있습니다. 칩 패키징 및 작동 모드 표는 아래 그림 2에 나와 있습니다.

PL은 하위 레벨 활성 프리셋 번호 활성화 단자입니다. PL=0일 때 프리셋 번호 입력 단자 P0~P3의 데이터가 카운터에 배치됩니다. MR은 하이 레벨 활성 리셋 단자입니다. MR=1이면 카운터가 리셋되고 모든 출력 단자는 로우 레벨이 됩니다.

CPU는 업 카운트 클록이고, CPD는 다운 카운트 클록입니다. CPU=CPD=1이면 카운터는 홀딩 상태가 되어 카운트를 하지 않습니다. CPD=1일 때 CPU가 0에서 1로 변경되면 카운터의 카운트 값이 1씩 증가하고, CPU=1일 때 CPD가 0에서 1로 변경되면 카운터의 카운트 값이 1씩 감소합니다.

TCU는 업 카운터가 최대 카운트 값에 도달하면, 즉 9에 도달하면 클럭 사이클의 후반부(CPU=0)에서 로우 레벨이 됩니다. 다른 경우에는 높은 수준입니다. TCU는 빌림 출력 단자입니다. 다운 카운터가 0에 도달하면 TCD는 클록의 후반 주기(CPD=0)에서 로우 레벨이 되고 그 외의 경우에는 하이 레벨이 됩니다.

100 베이스 카운팅을 구현하려면 첫 번째 칩의 TCU와 TCD를 각각 다음 레벨의 CPU와 CPD에 연결한 후 캐스케이드 방식으로 사용할 수 있습니다. 0~99의 카운트.

2.1.2 구성 요소 선택

74LS192는 이중 시계, 사전 설정 가능, 비동기식 재설정, 십진수(BCD 코드) 가역 카운터입니다. 54HC192, 54HCT192, 74HC192 등도 사용할 수 있습니다. 알.

2.2 디지털 디스플레이 회로 설계

2.2.1 작동 원리

디지털 디스플레이 드라이버는 2개의 74LS248 칩을 사용합니다. 74LS248은 4선 7세그먼트입니다. 디코딩 드라이버, 내부 출력에는 디지털 튜브를 구동하여 카운터에서 전송된 2진수에서 10진수 코드까지의 디지털 숫자를 표시하는 풀업 저항이 있습니다. 특정 기능은 아래 그림 3의 진리표에 나와 있습니다.

74LS248, 7세그먼트 디코더, 출력은 높은 수준의 활성이며 ***음극 연결이 있는 7세그먼트 디지털 튜브에 적합하며 8421BCD 코드 입력에 A3, A2, A1, A0을 사용합니다. a, b,c,d,e,f,g는 7세그먼트 디지털 출력이고, LT는 디지털 튜브의 품질을 확인하는 데 사용되는 테스트 램프 입력 신호이며, IBR은 동적으로 사용되는 제로 오프 출력 신호입니다. 0 제거, IB/QBR 조명을 끄는 신호를 출력하기 위해 이 단자를 입력 또는 출력으로 사용할 수 있습니다. 구체적인 동작은 위의 진리표와 같습니다.

2.2.2 오리지널 셀렉션

또한 74LS248과 동일한 기능을 가지고 있으며, 74LS247, 7CD4511 등이 있습니다.

2.3 D/A 변환 회로 설계(디지털-아날로그 변환기)

2.3.1 DAC0832의 작동 원리 소개

디지털-아날로그 변환기 아날로그 변환 회로는 8비트/아날로그 변환 회로인 DAC0832 통합 블록 2개를 사용하며 여기서는 높은 4비트 디지털 입력 단자만 사용합니다. DAC0832에는 연산 증폭기가 포함되어 있지 않으므로 완전한 D/A 변환기를 구성하려면 외부 연산 증폭기와 연결해야 합니다. 하위 DAC 출력 아날로그 양은 9:1 분류기로 나누어 상위에 추가됩니다. - 운영 체제로 전송되기 전에 DAC 출력 아날로그 수량을 주문합니다. 증폭기의 특정 구현은 900Ω 및 100Ω 저항을 병렬로 연결하여 이를 디지털 입력 값에 비례하는 아날로그 출력 전압으로 변환합니다. 터미널 연산 증폭기는 제로 조정이 가능한 저잡음, 고속, 고품질 연산 증폭기 NE5534를 사용합니다. 구체적인 패키지 다이어그램은 아래 그림 4에 나와 있습니다.

DAC0832 칩의 주요 기능 핀의 명칭과 기능은 다음과 같습니다

d7~d0: 8비트 바이너리 데이터 입력 단자;

ILE: 입력 래치 활성화, 높은 레벨 활성;

CS: 칩 선택 신호, 낮은 레벨 활성;

WR1, WR2: 쓰기 스트로브 신호, 낮음 레벨 유효;

XFER: 전송 제어 신호, 낮은 레벨 유효;

Rf: 내장 피드백 저항기, Rf=15KΩ;

IOUT1, IOUT2: 출력 단자. 여기서 IOUT1은 연산 증폭기의 반전 입력 단자에 연결됩니다.

, IOUT2는 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결되며

접지됩니다. ;

Vcc: 전원 전압, Vcc 범위는 +5V~+15V;

Vref: 기준 전압, 범위는 -10V~+10V;

GND: 접지 단자.

ILE=1, CS=0,WR=0이면 입력 데이터 d7~d0이 8비트 입력 레지스터에 저장됩니다. WR2=0, XFER=0이면 해당 내용이 8비트 입력 레지스터에 저장됩니다. 입력 레지스터는 8비트 DAC 레지스터에 들어가 D/A 변환을 수행합니다.

DAC0832를 외부 연산 증폭기 A에 연결하여 D/A 변환 회로를 구성할 때 회로 출력 V0와 입력 d7~d0의 관계는

2.3입니다. 2 DAC0832 칩의 특징

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DAC0832의 가장 큰 특징은 입력이 이중 버퍼 구조로 되어 있다는 점입니다. 디지털 신호는 독립적으로 제어되는 2개의 8비트 래치를 통해 전송되어야 합니다. D/A 변환에 들어갑니다. 장점은 D/A 변환 중에 기존 데이터가 DAC 레지스터에 유지되고 새 데이터가 입력 레지스터로 전송될 수 있다는 것입니다. 시스템의 여러 D/A 변환기 내용은 단일 게이트 신호로 게이트될 수 있습니다.

DAC0832 출력단에는 통합 연산 증폭기가 없으므로 추가 NE5534와 일치해야 합니다. NE5534 패키지는 아래 그림 5에 나와 있습니다.

IN-은 반전 입력 단자이고, IN+는 비반전 입력 단자입니다.

OUT은 출력 단자입니다.

밸런스는 밸런스 입력 단자입니다. , 주요 기능은 내부

회로의 차동 증폭기 회로를 균형 잡힌 상태로 유지하는 것입니다.

COMp/Bal의 기능은 외부 신호를 조정하여 증폭기의 성능을 향상시키는 것입니다. 저항

성능 및 출력 전압,

VCC- 및 Vcc+는 양극 및 음극 전원 공급 장치입니다.

2.4 조정된 출력 설계

조정된 출력단은 연산 증폭기를 이미터로 사용합니다. 팔로워는 조정 튜브의 출력 전압을 D/A 변환기의 출력 전압과 정확하게 일치하도록 유지합니다. 조정 튜브는 고전력 Darlington 튜브를 사용하여 회로의 출력 전류 값이 설계 요구 사항을 충족하는지 확인합니다. CNC 전원공급장치의 각 부분의 동작에 필요한 15V, 5V 전원공급장치는 고정형 일체형 전압조정기(7815, 7915, 7805)에 의해 제공된다. 조정관에 필요한 입력전압은 간단한 정류와 필터링을 통해 얻을 수 있으나, 5A의 전류를 공급해야 합니다.

출력 전압 조정은 주로 이미터 출력 장치의 이미터에 연결된 4.7K 저항을 사용하여 수행됩니다. 이 피드백 저항의 주요 기능은 출력 전압을 입력단으로 피드백하는 것입니다. NE5534의 역방향 입력 단자에서 비반전 입력 IN+와 반전 입력 단자 IN- 사이에 차이가 있을 때 출력 전압을 조정하여 안정화시켜 출력 전압 조정 목적을 달성합니다.

2.5 회로 디버깅

조정 단계는 다음과 같습니다:

2.5.1 숫자 00000000을 입력하고 Re1, Re 및 Rf를 단락하여 조정합니다. 연산 증폭기 제로 전위차계 Rw. 디지털 멀티미터를 사용하여 출력 전압 Vo=01mV를 감지합니다.

2.5.2 숫자 10011001을 입력하고 Re1, Re2, Rf를 조정하여 출력 전압 Vo가 사전 설정된 전체 범위인 9.9V에 도달하도록 합니다.

2.5.3 주요 기술 지표

본 기사에서 설계한 CNC DC 전원 공급 장치의 전압 출력 범위는 0~9.9V이고, 스텝 전압 값은 0.1V이며, 출력 리플 전압은 10mv보다 크지 않고 출력 전류는 5A입니다.

2.6 개선 조치

조정 정확도(예: 단계 전압 값)가 유지되는 한 더 높은 출력 전압이 필요한 경우 이 전원 공급 장치의 출력 전압은 여전히 ​​제한됩니다. 캐스케이드 카운터 수와 해당 D/A 컨버터 수를 늘리고, 디지털 디스플레이 표시 범위를 확장하고, 고전압 출력 연산 증폭기를 선택함으로써 요구 사항을 쉽게 충족할 수 있습니다.

양과 음의 대칭 출력 전압이 필요한 경우 다른 전원 공급 장치를 추가하고 D/A 변환기를 약간 변경하고 출력 회로를 조정하면 목적을 달성할 수 있습니다.