Выбор элементов электрической схемы. Принципиальная схема. Повторитель напряжений. Электрическое моделирование схемы

            6 Выбор элементов электрической схемы

Вместо блока ИОН (рисунок 5) будем использовать схему параметрического стабилизатора напряжений. На вход стабилизатора  подается напряжение 15 В. В данной работе используется стабилитрон КС 139.

Параметры стабилитрона [5]:

-  напряжение стабилизации номинальное - 3,9 В;

-  ток стабилизации - 10 мА;

-  температурный коэффициент напряжения стабилизации - 0,1 %/С;

Ток нагрузки (I_n) зададим равным 2 мА. По закону Ома рассчитаем R₀:

R₀=U/I                                                                                                                        (2)

тогда R₀ будет равно 0,925 кОм.

R₀₁ тоже будем находить по закону Ома (формула 2). R₀₁ =0,18 кОм.

На резистивный делитель пойдет ток нагрузки уже равный 1 мА и U₀ = 1 В. На каждом выходе резистивного делителя напряжение будет меняться на 15 В, т.е. если  U₀₁ будет равным 1000 мВ, то U₀₂ уже будет равным 985 мВ и так далее до U_n=85 мВ. Все резисторы рассчитаем по закону Ома (формула 2). R₁ =1 Ом, R₂ =0,985 Ом и так далее до R_n = 0,085 Ом. Схема устройства на рисунке 6.

Рисунок 6- Принципиальная схема

К выходам резистивного делителя подключим блок повторителей напряжений, состоящий из операционных усилителей К140УД12.

Параметры ОУ [6]:

-  Напряжение питания U_п   15 В;

-  выходное напряжение  U_вх   0,1 В;

-  Напряжение смещения нуля не более  6 мВ;

Схема усилителя представлена на рисунке 7.

Рисунок 7-Повторитель напряжений на ОУ К140УД12

На рисунке показано схематичное изображение операционного усилителя. Выводы имеют следующее значение:

1- U₊: неинвертирующий вход;

2- U_-: инвертирующий вход ;

3- U_S+: плюс источника питания;

4- U_S−: минус источника питания;

5- U_вых: выход;

Указанные пять выводов присутствуют в любом ОУ, они необходимы для его функционирования. Подадим на вход ОУ напряжение равное 1 В [] в итоге на выходе мы получим напряжение, стремящееся к нулю, что в условиях данного задания будет самым оптимальным.

7 Электрическое моделирование схемы

Проведем моделирование параметрического стабилизатора напряжений КС139А с помощью пакета для моделирования Micro-Cap 9.0.7.0, используя схему, приведённую на рисунке 8.

Рисунок 8- Схема для моделирования

После проведения анализа получим график (рисунок 9).

Рисунок 9- График полученный после моделирования

Далее приведена таблица, в которой сравниваются значение напряжения стабилитрона [] со значением полученное после моделирования в ППП MicroCAP (таблица 1).

Таблица 1- сравнение результатов