 |
Р асчет по постоянному току (одинаков для всех усилителей)
|
|
|
|
Выбираем 
Так как выходное напряжение будет сниматься с коллектора, тогда 
, а на 
падает 5.215 В.
Рассчитаем конденсаторы 
и 
:
Конденсатор выбираем из условия (сопротивление конденсатора 
рассчитывается на частоте среза в 10 раз меньше, чем частота основного сигнала):
,
где 
для первых четырёх каналов и 
для пятого канала.
Конденсатор 
выберем из следующего соотношения (сопротивление конденсатора на частоте основного сигнала должно быть в 10 раз меньше, чем сопротивление резистора 
):
,
где для 1-4 каналов и для 5 канала.
Тогда для первых четырёх каналов
,
для пятого канала
.
Для первого канала
.
Рассчитаем 
и 
:
,
.
Для остальных каскадов расчет производится по аналогичным формулам.
Каскад.
Входные напряжения: 
Выходные напряжения: 
Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению.
,
Рассчитаем и :
,
.
2 каскад.
Входные напряжения: 
Выходные напряжения: 
Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению.
,
Рассчитаем и 
:
Каскад
Входные напряжения: 
Выходные напряжения: 
Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению.
,
Рассчитаем 
и 
:
4 Каскад
Входные напряжения: 
Выходные напряжения: 
Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению.
,
Рассчитаем 
и :
Расчет усилителей на ОУ
Необходимо, чтобы усилитель на ОУ преобразовывал напряжение последующему закону: входному напряжению на 0В должно соответствовать выходное напряжение 3В, а входному напряжению 1.99В — выходное напряжение -1В.
|
|
|
Т. е. между входным и выходным сигналом должна быть следующая выходная зависимость:
Каскад усилителя выполним на базе дифференциального усилителя на ОУ.
Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:
При 
и 
получаем:
Получаем:
; 
.
Принимаем
; 
.
Так как частота сигналов на пятом каскаде больше, чем на остальных то для операций с ним выберем операционный усилитель К140УД5Б, а для всех остальных каналов – К140УД6.
Расчет сумматора на ОУ
Для сложения сигналов первого и третьего каналов используем сумматор выполненный на базе операционного усилителя.
Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:
Резисторы 
, 
, 
выбираем из условия
Принимаем 
и 
.
Расчет инвертирующего ОУ
Для инвертирования сигнала второго канала используем инвертирующий операционный усилитель.
Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:
Принимаем 
.
Расчет операционного усилителя, выполняющего вычитание сигналов
Для вычитания сигнала третьего канала из второго, используем операционный усилитель.
Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:
Принимаем 
,
Расчет дифференциатора на ОУ
Для дифференцирования сигнала второго канала с постоянной времени τ= 0.0046с используем дифференциатор на базе операционного усилителя.
Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:
.
Отсюда и 
выбираем из условия 
.
Принимаем 
, 
.
Расчет интегратора на ОУ
Для интегрирования сигнала первого канала с постоянной времени τ= 0.0046с используем интегратор на базе операционного усилителя.
|
|
|
Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:
.
Отсюда и выбираем из условия .
Принимаем 
, 
.
Расчет сумматора на ОУ
Для сложения сигналов интегратора первого канала и пятого канала используем сумматор выполненный на базе операционного усилителя К140УД6Б.
Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:
Резисторы , 
, R4, 
выбираем из условия
Принимаем 
.
Расчет компаратора
Компаратор должен обеспечивать на выходе уровень логического нуля для ТТЛ или КМОП при UвхÎ[-1;0.55] В и уровень логической единицы при UвхÎ[0.55;3] В.
Для обеспечения этого условия необходимо подать на инвертирующий вход напряжение 
, а на неинвертирующий вход подать Uвх (выходное напряжение операционного усилителя).
Рассчитываем делитель напряжения 
и 
.
Пусть через резистор протекает ток;
;
Недостатком компаратора является то, что уровни выходных напряжений, определяемые напряжениями источников питания, обычно не соответствуют логическим уровням цифровых ИМС. Это затрудняет их совместную работу, и требуется специальное согласующее устройство, преобразующее выходные уровни компаратора в логические уровни цифровых ИМС. В данном компараторе необходимо поставить на выходе стабилитрон (обратно включенный), который будет подключен к общей точке. Возьмем стабилитрон КС147А, для которого 
При подключении этого стабилитрона отрицательное напряжение будет проходить через него как через обычный диод, а при превышении положительным напряжением величины напряжения стабилизации он будет открыт в обратном направлении и напряжение на выходе не превысит уровня логической единицы для ТТЛ.
Компараторы следует выполнить на операционном усилителе К140УД6 – Для I –IV каналов, и К140УД6Б – для пятого канала
|
|
|
12 |
