Технічне завдання
Спроектувати електронне пристрій, що містить вимірювальний перетворювач струм-напруга, пристрій вимірювання частоти і вторинний джерело електроживлення. У перетворювача струм-напруга вихідний сигнал подається на один з двох входів - залежно від значень керуючих напруг a, b, c, d і виконання логічного рівняння a + b + bc. При його виконанні вихідний сигнал знімається з виходу 1, інакше з виходу 2. U=220B + - 10%, 50Гц.
1.Коеффіціент преобразованія2002. Діапазон робочих частот, Гц100 - 50003. Максимальна похибка коефіцієнта перетворення в робочому діапазоні частот не більше,% 14. Вхідний опір в діапазоні робочих частот, Ом0,1255. Діапазон зміни вхідного струму, мА - 10 .. + 106. Мінімальна вихідна опір, Ом100007. Розрядність цифрового індикатора частоти48. Час індикації, С59. Логічне уравненіеa + b + bc10. Рівні напруг a, b, c, d, В0; 5
1 Побудова блок-схеми приладу
За технічним завданням (ТЗ) складемо блок-схему приладу, яка буде відображати спільне будову та принцип роботи електронного приладу. По ТЗ вхідний синусоїдальний сигнал надходить у вхідний каскад підсилювача від зовнішнього джерела. Потім він посилюється до певного рівня і надходить на електронний ключ. Електронний ключ здійснює перемикання сигналу між двома виходами. Електронний ключ управляється логічними сигналами, які перетворюються в логічному блоці (відповідно до логічним рівнянням, заданим в ТЗ). На вихід підсилювача підключений частотомір, який вимірює частоту підсилюється сигналу, перетворюючи синусоїдальний сигнал в прямокутні імпульси. Блок живлення забезпечує схему приладу заданими напруженнями.
Блок-схема приладу представлена ??на малюнку 1:
Рис. 1
2 Проектування електронного підсилювача струму
2.1 Вибір структурної схеми підсилювача
Якщо в технічному завданні на проектування містяться спеціальні вимоги, які стосуються вхідний і вихідний ланцюгах, то дані вимоги найлегше задовольнити в тому випадку, коли в структурі підсилювача є спеціальні вхідні і вихідні частини. Оскільки основним засобом отримання необхідних параметрів є введення ланцюгів зворотного зв'язку, то вхідна і вихідна частина можуть являти собою самостійні підсилювачі, охоплені місцевої зворотним зв'язком. Це найпростіше рішення з точки зору проектування і налаштування.
Структурна схема підсилювача представлена ??на малюнку 2.
Рис. 2
, 5,7 - лінійні порівнюють (віднімаються) пристрою;
, 5,8 - електронні підсилювачі; 3,6,9 - ланцюга зворотного зв'язку.
Так як добуток коефіцієнтів посилення вхідний і вихідний частини звичайно менше необхідного, то між ними вводиться проміжна частина - вона забезпечує отримання необхідного коефіцієнта посилення і являє собою електронний підсилювач.
Так як потрібно посилювати повільно змінюється вхідний сигнал, то в даній структурній схемі повинна бути відсутнім розділова ланцюг, до складу якої входять реактивні компоненти (конденсатори, трансформатори). Це обумовлено тим, що такі ланцюга не передають сигнали постійного струму.
2.2 Розрахунок підсилювального каскаду
вх=Iвх? Rвх=10-2? 0,125? 103=1,25 мВ,
, вих=Kпр? Iвх=200? 10-2=2 В,
.
Використовуємо найпростіший перетворювач струм-напруга. Дана вхідна частина не забезпечує посилення по напрузі.
Рис. 3
U=iвх? Rвх,
iвх=10 мА,
Rвх=0,125 Ом,
U=1,25 мВ.
2.3 Проектування проміжної частини
Всі необхідну в ТЗ посилення буде зосереджено в проміжної частини. Каскад складатиметься з 3-х ОУ з коефіцієнтами посилення Ku=10, 10, 16. Розбиття проміжної частини на каскади доцільно для зменшення похибки посилення і коефіцієнта частотних спотворень.
Виходячи з технічного завдання, вибираємо операційний підсилювач LM10CL виробництва National Semiconductor. Його технічні характеристики:
Uжив=± (1,1..7) В,
Ku=7? 104,
Iвх=± 15 мА,
Iпотр=300 мкА.
ЛАЧХ представлена ??в додатку А.
Hz відповідає 75dB
Hz відповідає 40dB
Будемо використовувати Инвертирующая включення, як по малюнку 4.
Рис. 4
1) Ku=10=10 кОм з ря...
