4. 9. Die
Spannungsversorgung
Die
Anforderungen an die notwendige Spannungsversorgung ergeben sich aus den
Schaltungsentwürfen, die realisiert worden sind. Die nachfolgende Tabelle gibt
einen Aufschluss über die benötigten Spannungen.
18 V /0,5
A für den Verstärker zur
Volumenbestimmung
12 V /0,2
A für die Relais 1 -7 und
Spannungsstabilisator mA 723
5 V /0,1
A für die TTL-Schaltungen
15 V /0,1
A für die Referenzspannungsquelle AD
584
+/-
15 V /0,2 A für die Operationsverstärker, MUX und Trennverstärker
Diese
Spannungen haben alle den gleichen Massebezugspunkt, der in den
Schaltzeichnungen mit folgendem Symbol gekennzeichnet ist:
Die Spannungen,
die galvanisch von den o.g. Spannungen getrennt sind, werden auf einen anderen
Massepunkt bezogen, der in den Schaltzeichnungen mit folgendem Symbol
gekennzeichnet ist:
+/- 15V /0,1 A für den Trennverstärker und die Konstantstromquelle
5 V /0,1
A für die TTL-Schaltungen
Der an der Messkabine
installierte Feuchte-Temperatur-Kompensationsrechner wird über ein Netzteil,
welches +/- 15V liefert, mit Spannung versorgt. Messungen ergaben, dass dieses
Netzteil min. 250 mA liefern kann, von denen nur 20 mA für den
Kompensationsrechner verbraucht werden. Diese Spannung wird auf die
Netzteilplatine geführt und für die Stromversorgung der neuen Schaltungen
genutzt. Die anderen Spannungen werden aus einem vorhandenen 24V Trafo mittels
Festspannungsregler von Typ mA 78XX gewonnen und aus einem, wegen der
Massepotentialtrennung, nötigen Zusatztrafo, der +/- 18V liefert.
Die folgende
Schaltung stellt die gesamte Spannungsversorgung dar. Die Dimensionierung der
Bauteile wurde aus Schaltungsapplikationen übernommen. /27/
Die Festspannungsregler können alle einen Strom von 1 A liefern.
Bild 28: Schaltbild des Netzteiles
Die Schaltung des Dual-Tracking-Spannungsregler hat den Vorteil, dass auch bei einer unsymmetrischen Last, die Versorgungsspannung immer symmetrisch zur Masse bleibt /27/. Die Widerstände R63, R64, R65 und die Trimmer P13, P14 werden wie folgt berechnet:
Bild 29: Einstellbares
Widerstandsverhältnis zur Ausgangsspannungseinstellung
U+ = Uref1 * ( R1 + R2 ) / R2 mit Uref1 = 5 V
U- = Uref2 * ( R1’ + R2’ ) / R2’ mit Uref2
= - 2,2 V
Legt man den Strom
durch R2 und R2' mit 1 mA fest, so ergeben sich für die Widerstände folgende
Werte:
R2 = Uref1 /
I = 5 V / 1 mA = 5 kΩ
R2' = Uref2 /
I = 2,2 V / 1 mA = 2,2 kΩ
Daraus folgt
für die Widerstände R1 = 10 kΩ und R1' = 12,7 kΩ.
Um dieses
Widerstandsverhältnis genau entstellen zu können, wurden folgende Werte
gewählt:
R63 = R64 = R65
= 3,3 kΩ
P13 = P14 = 10 kΩ