 |
Расчет генератора прямоугольных импульсов
|
|
|
|
Рассмотрим случай, когда генератор включен в качестве преобразователя tX ~ U
Рис.7. Принципиальная схема релаксационного генератора.
Рис.8. Временная диаграмма на выходе интегратора (DA6).
Так как интегрирование идёт с большой точностью, то
R = R8 + Rзамкн
Для регулирования наклона прямой, а значит и длительности импульса применяется изменяющееся в пределах 
Uи, которое формирует ИОН, под воздействием управляющего напряжения Utx max. Так как для входного импульса максимальной площади напряжение после блока запоминания будет 11В, а согласно заданию максимальная длительность выходного импульса 100мс, то номиналы R1, R2, C3 рассчитываются для Uи = -5В
Возьмём R7 = 100 кОм, тогда С3 = 454,5 нФ
Вкачестве R7 выбрано сопротивление из ряда E24 R7=100кОм
C3 выбран из ряда E24 C3 = 0.47 мкФ
Увеличение 
до 11 В при неизменном U2 уменьшит длительность импульса до tX =45,45мс, т.е. выбирая входной управляющий сигнал UtX max можно уменьшить длительност выходного импульса в два раза.
Пусть минимальная скважность выходных импульсов q = 1.5
R8 выбран из ряда E24 R8 = 22кОм
При включении генератора в качестве преобразователя f ~ U:
при Uи = -11В и U1=11В будет наблюдаться максимальная частота выходного сигнала. Согласно способу включения генератора U2=15В
Разработка источника опорного напряжения
На выходе блока необходимо получить напряжение в диапазоне 
. С целью облегчения сопряжения преобразователя с управляющими устройствами предусмотрена гальваническая развязка.
Для реализации блока выбрана резисторная оптопара ОЭП-12:
Rсвет = 600 Ом Rтемн = 107Ом
Iн упр = 16 мА Umax упр = 6,3 В Для усилителя
так как Uвых max = -11В, то
|
|
|
R6 выбран из ряда E24 R6 = 750 Ом
Для достижения максимальной совместимости управляющее напряжение на оптопаре изменяется в пределах 
.
Расчёт делителя:
R4 выран из ряда E24 R4 = 62
R5 С2-33Н сопротивлением 30 Ом
Расчёт усилителя напряжения
Так как импульсы на выходе генератора имеют амплитуду 5В, то для регулировки выходного сигнала в диапазоне 
сначала осуществляется управление амплитудой в диапазоне на делителе R R11.
В качестве оптопары применяем ОЭП-12:
Rсвет = 600 Ом
Rтемн = 107Ом
Iн упр = 16 мА
Umax упр = 6,3 В
Для увеличения диапазона регулирования возьмём R11 = 1Мом.
R11 выбрано из ряда E24 R11 = 1МОм
При R = 600Ом UR11 = 5В
При R = 107Ом UR11 = 0 В
Ток через делитель:
Поэтому в качестве ОУ возьмём КР140УД14, у которого Iвх=2нА
Усилитель на DA1 должен обладать KУ = 2, поэтому R12 = R13 = 10кОм
Делитель R9, R10 идентичен рассчитанному в блоке ИОН.
Расчёт усилителя мощности
Применение усилителя мощности обусловлено необходимостью обеспечения тока нагрузки 100ма.
В устройстве применён трёхкаскадный усилитель мощности. На входе реализован дифференциальный каскад. Вход ДК не дифференциальный. С помощью ДК реализована ООС. Далее подключён каскад ОЭ. На нём происходит усиление по току и напряжению. На выходе схемы стоит двухтактный эмиттерный повторитель, работающий в режиме АБ, что увеличивает его КПД. Благодаря 100 % ООС схема предельно помехоустойчива.
Расчёт по постоянному току:
) Из условия задачи Uн max = 10 В Iн = 100мА
Pрас = (Uпит - Uн)∙Iн = (15 - 10) 0,1 = 0,5 Вт
Исходя из этого взята комплиментарная пара транзисторов
VT6: КТ815Г n-p-n Pрас = 1 Вт β ≥ 30 IК max = 1.5 А
VT7: КТ814Г p-n-p Pрас = 1 Вт β ≥ 30 IК max = 1.5 А
) Выберем ток покоя транзисторов VT6, VT7
Iпок = 20мА
UБЭ VT6 = UБЭ VT7 = 0.6 В
Диоды VD1, VD2, VD3 обеспечиают падение напряжения 1В каждый. Выбраны диоды КД521А.
Резисторы R6, R7 выбраны исходя из
UR6 + UR7 = 1B*3 - 2*0,6B = 1,8 B
|
|
|
3) 
Пусть R8 = 750 Ом, тогда IVT5 = 20 мВ
В качестве VT5 взят КТ501К (p-n-p UКБО= 45 В, Iкmax= 300 мА, b=180)
) UR2 = UЭБ VT5 = 0.6В Пусть IVT1 = 20мА, тогда
5) Так как. IVT1 = IVT2 = 10 mA, то ток, вырабатываемый «токовым зеркалом» на транзисторах VT3, VT4 равен 20 мА.
VT1, VT2, VT3, VT4 выбираем в виде транзисторной сборки КТС613Г для которой (UКБО= 40 В, Iкmax= 400 мА, b=200)
) 
UЭБ1=IБ1*R1=0,6 B; тогда 
.
7) Т.к. ДК симметричный, то на UЭБ2 также падает 0,6 В.
Тогда R3 = R4 = 12кОм
Расчёт по переменной составляющей
1) при разомкнутой ООС:
KU=K1K2K3;
K1 - коэффициент усиления ДК;
K2 - коэффициент усиления ОЭ;
K3 - коэффициент усиления двухтактного эмиттерного повторителя.
, 
;
; 
; 
.
2) замкнутая ООС
Т.к. номинал R5 уже выбран (12Ом), то следует выбрать номинал R4 примерно на 2 порядка больше.
R5 = 1.2 МОм
) При КОС=1: 
;
;
.
|
|
|
