Разработка и расчёт принципиальной схемы источника питания индуктора. Разработка и расчёт компаратора, страница 2

 Преобразователь ток – напряжение необходим нам для получения информации об изменениях магнитной индукции в индукторе.

Импульсный ток, снимаемый с R_ш, преобразуется в напряжение, которое далее идёт на УВХ (микросхема DA12). Постоянное напряжение, появившееся на выходе DA12, пропорционально току в индукторе, это напряжение подаётся на функциональный преобразователь ФП.

 

.

 

Рис.3.1.4. Преобразователь напряжение – ток

3.1.5 Разработка и расчёт формирователя стробовых импульсов

Формирователь стробовых импульсов служит для управления устройствами выборки – хранения. Принципиальная схема представлена на рис.3.1.5. Таблица истинности формирователя представлена в таблице1.

 

Рис.3.1.5 Формирователь стробовых импульсов

Формирователь вырабатывает один короткий импульс (выход Увх1) при подаче питания на индуктор, тем самым запуская режим выборки

Таблица 1

Таблица истинности формирователя

Uвх	Q1	Q2	Увх1	Увх2
0	0	0	0	0
1	1	0	1	0
1	1	1	0	0
0	0	1	0	1

микросборок DA8 и DA12. И один короткий импульс на выходе Увх2 при отсутствии питания на индукторе (открыт режим выборки микросборки DA9).

3.2 Разработка и расчёт принципиальной схемы измерительного усилителя

Как уже отмечалось выше, измерительный усилитель предназначен для усиления полезного сигнала, поступающего с датчика, для преобразования периодического сигнала в постоянное напряжение 0 – 10 В. А также измерительный усилитель должен обеспечить подавление электрохимической помехи.

Измерительный усилитель должен обладать большим входным сопротивлением, Rвх должно быть намного больше выходного сопротивления источника сигнала, которое примерно равно 10 – 100 кОм, и обеспечивать большой коэффициент усиления т.к. полезный сигнал имеет величину порядка нескольких милливольт.

3.2.1  Разработка и расчёт дифференциального усилителя

Для получения больших значений, (50 – 80 дБ) и входного сопротивления  при одновременной нечувствительности к несимметрии выходных сопротивлений источников напряжений Uвх1, Uвх2 была использована многокаскадная схема дифференциального усилителя с симметричным входом, представленная на рис.3.2.1.

Входной каскад на двух операционных усилителях  DA1 DA2 обеспечивает коэффициент усиления дифференциальных сигналов,который определяется по формуле:

 

Входной каскад так же обеспечивает единичный коэффициент усиления синфазных сигналов без какого либо точного согласования резисторов. Его дифференциальный выход представляет собой сигнал с уменьшенной синфазной составляющей.

Задача третьего операционного усилителя DA3 усиление дифференциального сигнала, получение однополюсного выходного сигнала и подавление остаточного синфазного сигнала. Коэффициент усиления усилителя DA3 определяется по формуле:

Т.к. этот дифференциальный усилитель имеет очень большое входное сопротивление, определяемое входными токами операционных усилителей, то для обеспечения конечного входного сопротивления, ставятся резисторы R1, R2. Сумма этих сопротивлений определяет входное сопротивление измерительного усилителя. Для входного сопротивления должно выполняться следующее условие:

R_вх.ус > R_вых

где R_{вых –} входное сопротивление источника сигнала, равное 1 МОм.

Выбираем R1 R2 равными  9.1 МОм