dU1-допустимое относительное падение напряжения на обмотках. [1]
1. 3.2 Расчет блока преобразования постоянного напряжения в меандр.
1.3.2.1 Расчет мультивибратора
В современной цифровой аппаратуре очень часто используются генераторы тактовых импульсов со скважностью 50 %, часто называемые генераторами меандра. Такие генераторы удобно строить на таймерах в режиме мультивибратора [2].
Рис. 1.3.2.1 Мультивибратор
В связи с тем, что времязадающая цепь управляется выходным напряжением таймера, между выводом 3 и источником питания включен резистор Rн, позволяющий увеличить размах выходного напряжения почти до Uп. Высокая точность при формировании меандра получается благодаря тому, что заряд и разряд конденсатора Сt осуществляются через резистор Rt. На точность влияют стабильность высокого и низкого уровней выходного напряжения и их симметричность относительно пороговых напряжений Uп/3 и 2Uп/3. При рекомендуемом Rн=1 кОм сопротивление резистора необходимо выбрать из условия (15)
Rt>> Rн, (15)
т.е. Rt>10 кОм. Частота выходного сигнала рассчитываем по формуле (16)
fм=
(16)
Частота должна лежать в пределах 5 кГц до 20 МГц, если она меньше этого диапазона, то будет происходить сильная дискретизация сигнала, если меньше – будет происходить влияние высокой частоты на распределенные параметры цепи.
Частоту сигнала меандра выберем из предложенного диапазона, fм=50 кГц. Рассчитаем параметры RC-цепи пользуясь формулами (15), (16):
Из параметрического ряда для резисторов, учитывая (15) выберем Rt.
Rt=100 кОм, следовательно, Ct можно выразить следующей формулой:
Ct=
=
=1.44*10-10 Ф=144 пФ
По параметрическому ряду[1] для конденсаторов уточняем номинал конденсатора Ct=150 пФ.
Характеристики таймера:
Uпит=5-15 В
Iпит=15 мА
Uoi=2.5 – выходное напряжение низкого уровня
Uoн=2.5 – выходное напряжение высокого уровня
t=-45-+80 0C
Рассчитаем гасящий резистор для питания мультивибратора
R=
=1
кОм
1.3.2.2 Расчет триггера
Т.к. мультивибратор имеет не идеальную характеристику преобразования, поэтому после него ставится триггер, который делит частоту следования импульсов мультивибратора на 2, в итоге получаем сигнал со скважностью равной 2.
Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что частота следования меандра будет равна f=2*fм=50*103/2=25 кГц.
В данной работе применяется триггер типа К561ТВ1. Это триггер типа J-K, он имеет прямой и инверсный выходы, выходы установки в состояние высокого уровня S и в состояние низкого уровня R, вход синхронизации С.
Uпит=3-15 В
Iпит=0,14 мА
Iol=0.24 мА
tнс=770 нс
t=-45- =5 0C
Рассчитаем гасящий резистор по Iпит, необходимому для работы триггера:
=
=107,14
кОм
По параметрическому ряду[1] для резисторов уточняем номинал резистора R=100 кОм.
1.3.2.3 Выбор стабилизатора DA6
Этот прецизионный стабилизатор применяется для того чтобы понизить напряжение в 15 В, которое подается с блока питания, до 5 В для дальнейшего преобразования его в электрической схеме.
Стабилизатор типа ADР3300. Имеет следующие характеристики:
Uпит=15 В
Uвых=5 В
Iвых=50 мА
Iпотр=1,7 мА
1.3.2.4 Расчет преобразователя напряжения
Данная микросхема AD822AN служит для преобразования напряжения величиной +5 В в
напряжение величиной 
6 В (коэффициент усиления
задается с помощью резисторов, которые находятся между собой в обратной связи,
т. е. необходимо получить 6 В для работы мостовой схемы, эта величина будет
рассчитана позже, номиналы резисторов, задающих коэффициент усиления равны 22
кОм, 18 кОм), т. е. на выходе мы получим двуполярное напряжение.
1.3.2.5 Ключевая микросхема
Ключевая микросхема типа КР590КН4 это
ключ на МОП транзисторах с управлением. На ее выходе получается напряжение
формы меандр с заданной частотой (частота работы таймера, умноженная на 2, т.
к. после него стоит триггер), т.е 100 кГц и амплитудой 6
В (амплитуда сигнала задается микросхемой AD822AN, описанной
в п. 2.2.2.4. Аналоговый ключ управляется дискретным сигналом (от
мультивибратора), а переключает непрерывный сигнал(от микросхемы AD822AN).
Характеристики:
Сопротивление в открытом состоянии 75 Ом
tоп=0.3 мкс
4 канала
Us=
В – коммутируемое напряжение
Is=20 мА – коммутируемый ток
Uпит=15 В
Iпит=20 мА
t=-45-+70 0C
1.3.2.6 Усилительный каскад
Усилительный каскад состоит из 2-х частей: операционного усилителя и усилителя мощности. Операционные усилители (АD822АN) – это повторители напряжения, а усилители мощности – это каскад из биполярных транзисторов, которые используются для усиления сигнала по току, т. к. на выходе ключевая микросхема имеет значительное потребление по току, то необходимо усилить ток до необходимого значения, которое рассчитывалось из следующих соображений:
зная напряжение необходимое мостовой схеме (6 В) и номиналы резисторов, которые стоят в мосту (посчитав общее сопротивление моста с помощью преобразования последовательно-параллельного соединения, получили Rвх=212 Ом), можно посчитать ток:
I=
=
= 0,028 А= 28 мА
В каскаде усиления мощности используем следующие типы транзисторов:
КТ315В, КТ361В, КТ815Г, КТ814Г.
1.3.3 Мостовая схема.
1.3.3.1 Обоснование выбора тензорезисторов.
В данной выпускной работе используются фольговые тензорезисторы, которые включены в мостовую схему, так как по сравнению с проволочными тензорезисторами они обладают рядом преимуществ[4]:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.