Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Структурная схема преобразователя

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Проектирование элементов преобразователя

Проектирование преобразователя тока в напряжение

Преобразователем тока в напряжение является обыкновенный резистор.

Пусть R₀= 5 kОм

U_вх=I_вх*R₀

U_вх1 =0.1мA*5кОм= 0.5В

U_вх2 =1мA*5кОм= 5В

Проектирование блока изменения пределов напряжения.

В данном случае блок выполнен в виде операционного усилителя, коэффициент которого можно изменять.

ОУ₁

Если ключ разомкнут, то схема представляет собой повторитель напряжения. То есть напряжение на выходе операционного усилителя равно напряжению на входе.

R₂=9*R₁

Если ключ замкнут, то схема является не инвертирующим усилителем напряжения. Коэффициент усиления равен , то есть U_o=10*U,что позволяет менять пределы измерения.

Проектирование детектора.

Простейший пиковый детектор состоит из диода и конденсатора.

Простейший пиковый детектор.

Наибольшее значение входного колебания заряжает конденсатор, который сохраняет заряд до тех пор, пока диод смещён в обратном направлении.

Этот метод имеет серьезные недостатки. Из-за падения напряжения на диоде эта схема не чувствительна к пикам, меньшим 0,6В, а для больших пиков она дает ошибку (на величину падения на диоде). Более того, падение на диоде зависит от температуры и протекающего через диод тока, а это значит, что погрешность схемы зависит от температуры окружающей среды и скорости изменения выходного напряжения. Схема следующего вида позволяет избавиться от перечисленных недостатков:

ОУ₃

D₂

D₁

ОУ₂

Улучшенный пиковый детектор.

U_макс=U_вых

Расчет схемы

Напряжение на выходе блока изменения пределов измеряемого напряжения всегда равно 5В(см. выше).

R₁=1кОм; R₂и R₂’ номиналом по 18кОм каждый включены параллельно, так что в итоге дают сопротивление 9кОм.

При подаче 5В (1мА) ключ разомкнут, и схема представляет собой повторитель(Uвх=Uвых=5В).

При подаче 0.5В (0.1мА) ключ замкнут, и схема работает как усилитель (Uвых=Uвх*((R₂||R₂’)+R₁)/R₁=0.5*(1+9)/1=5В).

Напряжение на конденсаторе повторяет входное колебание на интервале его увеличения: ОУ₁ заряжает конденсатор через оба диода, а выходное напряжение ОУ₂ не оказывает на этот процесс никакого влияния. Когда значение входного напряжения становится меньше пикового, ОУ₁ переходит в режим насыщения, а ОУ₂ поддерживает напряжение в точке X равным напряжению на конденсаторе и полностью устраняет утечку в диоде D₂. Небольшой ток утечки D₁протекает через R₃ и создает на нем пренебрежимо малое падение напряжения.

Сигнал проходя через пиковый детектор преобразуется из 5В переменного напряжения в 5В постоянного напряжения. R₃=47кОм. Дабы избежать утечки с самого конденсатора выбирается высококачественный полистироловый конденсатор емкостью 10пФ. R4 это очень большое сопротивление(R4=10МОм) для разрядки конденсатора. Диоды так же подбираются с малым током утечки.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒