Расчет входного устройства усилителя

4.1. Входное устройство.

     Входное устройство состоит из делителя входного напряжения, защиты от перенапряжения, защиты от обратной полярности и операционного усилителя.

     В схеме предусмотрен делитель, напряжение на выходе которого изменяется в пределах от 0 до 1В. Примем выходное напряжение равным 1В, а сопротивление R1=3МОм.  Тогда R2 найдём в следующем виде:

Где U_вх, U_вых - напряжение на входе и выходе делителя соответственно.

       Следовательно примем R2=300кОм. Тогда подстроечный резистор примем равным R3=43кОм.

     В качестве защиты от перенапряжения используется стабилитрон VD1 – КС433А, для которого I_ст.min=30мА, U_с=3.3В. Подберём R4 в следующем виде:

   Таким образом напряжение на входе операционного усилителя не превысит 3.3В.

   Для защиты от обратной полярности используется диод VD2 – КД522Б, параметры которого: I_пр.min=100мА, U_пр=1.1В. Рассчитаем сопротивление R5:

    Так как входное напряжение компаратора лежит в пределах          -10..0В, а выходное напряжение делителя -1..0В, то необходим инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления по напряжению K_уU=-10. Усилитель реализован на базе операционного усилителя К574УД1А.

Таблица 1

Рассчитаем сопротивления R6=R8, R7=R9 для K_yU=-10 в следующем виде:

Примем R6=R8=1кОм, тогда R9=R7=10кОм. Пусть R9=15кОм. Тогда подстройкой данного резистора необходимо при входном напряжении ОУ -1В установить выходное U_вых=10В.

     Примем резистор R10, подключенный к балансировочным входам, равным 1кОм.  Тогда подбором данного резистора необходимо установить нулевое напряжение на выходе ОУ при “заземлённом” входе вольтметра.

Рис.1. Входное устройство.