Синтез электронной системы управления, страница 3

               

                 

                 

               

Округлим значения номиналов до стандартных

R5(1)=220Ом; R5(2)=430Ом; R5(3)=120Ом; R5(4)=510Ом; R5(5)=360Ом;

10. Рассчитаем емкости для всех каскадов.

Частота для первых четырех каналов , для пятого

Следовательно

Округлим значения номиналов до стандартных

С2(1)=150нФ; С2=(2)=75нФ; С2(3)=240нФ; С2(4)=62нФ; С2(5)=56нФ;

Рассчитаем С1.

Следовательно

          

(таб. 180 Ом)                                                (таб. 820 Ом)

         

(таб. 300 Ом)                                                (таб. 820 Ом)

          

(таб. 110 Ом)                                                (таб. 750 Ом)

          

(таб. 330 Ом)                                                (таб. 820 Ом)

         

(таб. 240 Ом)                                                (таб. 820 Ом)

     (таб. 160 Ом)

     (таб. 160 Ом)

     (таб. 150 Ом)

     (таб. 160 Ом)

     (таб. 160 Ом)

; тогда

Округлим значения номиналов до стандартных

С1(1)=30нФ; С1=(2)=30нФ; С1(3)=33нФ; С1(4)=30нФ; С1(5)=22нФ;

2.2. Расчет нормирующего преобразователя

1. Напряжение на входах нормирующих преобразователей равно:

2. Напряжение на выходах нормирующих преобразователей равно:

3. Коэффициент усиления равен:

При подаче напряжения в 0,915В на вход на выходе получим

По условию требуется +1В.

4. На неинвертирующий вход усилителя надо подать постоянный сигнал

5. Постоянную составляющую мы реализуем на ОУ DA21 т.к. он инвертирующий, следовательно, на вход подаем ,  этого ОУ равно 1.

6. Напряжение смещения определим в соответствии с выражением:

7. Произведем расчет принципиальной схемы (рис 2.2.2) нормирующих усилителей. В качестве ОУ была выбрана ИМС К1409УД1, напряжение питания этой микросхемы .

Зададимся током делителя. Пусть он будет равен 10mA.

Следовательно значения сопротивлений будут:

Округлим значения номиналов до стандартных

R86=130Ом; R87(пост.)=1,8кОм; R88(перем.)=0,2кОм

2.2. Расчет нормирующего преобразователя

Существует несколько возможностей реализации нормирующего усилителя на дифференциальных операционных усилителях ОУ.

На рис.2.2.1. приведена схема, состоящая из сумматора на интегральной микросхеме DA₁.

 

Рисунок 2.2.1. Усилитель на дифференциальном ОУ

На один вход сумматора подается напряжение источника ЭДС е_i, на другой вход подается напряжение смещения (с делителя или с источника опорного напряжения (ИОН). напряжение на выходе усилителя будет [3]

                                                               (2.1)

Напряжение U_вх1 изменяется в пределах от 0 до 2,1 В, на второй вход необходимо подать напряжение смещения U_вх2= U_см. Напряжение на выходе при этом должно быть соответственно в пределах от 3,0 до -1,0 В.

получим                                          (2.2)

Решив эту систему уравнений, получим требуемые значения сопротивлений резисторов и напряжения смещения.

Произведем расчет принципиальной схемы нормирующих усилителей. В качестве ОУ была выбрана ИМС КР140УД7, напряжение питания этой микросхемы двухполярное ±15 В. Необходимое смещение (см. рис.2.2.2.) на вход нормирующих усилителей обеспечим с помощью делителей на резисторах R_д1 R_д2. Принципиальная схема нормирующего усилителя представлена на рис.2.2.2.

Зададим сопротивление R₂ = 10 кОм, R₃ = 20 кОм.

Тогда из первого равенства выражения (2.2) получим

, из второго равенства выражения (2.2) получим

 Ом.

Напряжение смещения определяется в соответствии с выражением.

                                                                  (2.3)

Сопротивление R_д1 необходимо подключать к источнику –15 В, как показано на рис. 2.2.2.

Сопротивление делителя R_д1 можно выразить из (2.3)

                                                                (2.4)

Зададимся сопротивлением R_Д2=10 кОм и рассчитаем сопротивления R_Д1=9 000ом

 

Рисунок 2.2.2. Усилитель на дифференциальном ОУ

При выборе номиналов резисторов необходимо обеспечить по возможности наиболее точный подбор номиналов сопротивлений к рассчитанным величинам. То есть сопротивление можно образовать из нескольких резисторов или второй путь – это использовать подстроечные резисторы.