Разработка нормирующих усилителей, на выходе которых значение напряжения будет изменяться от 0 до 2 В, страница 3

R₂=R_ос/0.22=20/0.22=91 кОм

Компаратор

Устройство, преобразующее уровни напряжений U_down...U_up В в логические сигналы, причем напряжение U_down...U_вх В -> «0», U_х...U_пр В-> «1».

При U_вх<U_x В

U_вых=-U_{вых м}=-15 В

При U_вх>U_х В

U_вых=U_{вых м}=15 В

Для ограничения токов на выходе операционного усилителя включен резистор R=300 Ом. Для ограничения отрицательного напряжения включен диод VD1.

Выбор цифровой части схемы

Таблица истинности

Х1	Х2	Х3	Х4	Х5	Х6	Y
0	1	1	0	1	1	1
1	0	0	1	1	0	1
1	1	0	0	0	1	1
1	0	1	0	1	0	1
0	1	1	1	1	1	1
1	1	0	1	1	1	1

Карта Корно

Х4Х5Х6 Х1Х2Х3	000	001	011	010	110	111	101	100
000
001
011			1			1
010
110		1				1
111
101				1
100					1

Логическая функция

Y=Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ = Х₁Х₂Х₃Х₅Х₆ + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆  + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆  + Х₁Х₂Х₃Х₄Х₅Х₆ =

Расчет блока питания

1.  Расчет потребляемых токов и мощности:

Р1=U_пс*(I_к+I_д)=30*(10^-3+2.5*10^-4)=30*1.25*10^-3=3.75*10^-2 Вт = 37.5 мВт,

ОУ-Р2=110 мВт

К562ЛА7 - Р3=U_п*I_потр=15*2 =30 мкВт

КР561ЛА9 – Р4= U_п*I_потр=15*4=60 мкВт

К562ЛН2 – Р5= U_п*I_потр=15*2=30 мкВт

Суммарная потребляемая мощность, не более:

∑Р=Р1*6+Р2*12+2*Р3+4*Р4=37,5*6+110*12=1545мВт≈1.55 Вт суммарный потребляемый ток, не более:

∑I=I_потр=∑P/U_п=1.55/15=0,10 А

2.  Расчет стабилизатора:

Выбираем стабилитрон Д815Е с

U_ст=15 В

I_стmin=25 мА

I_стmax=550 мА

Для средней точки:

I_стср=(550+25)/2=288 мА

S=q/q_n                      S=33.333

Для фильтра    S=(n*ω)²*L*C, где угловая частота ω=314.159 1/с

Емкость конденсатора фильтра принимаем С=100 мкФ

Индуктивность L=S*10⁶/(n* ω)²*C Гн

Проверка выполнения условий

n* ω*L=530.516 > R_n=20 Ом

1/(n* ω*C)=1/592*10^-5 < R_n=20 Ом.

Расчет выпрямителя

Напряжение нагрузки U_n=2*20 В

Мощность нагрузки P_ср=20 Вт

Требуемый коэффициент пульсации q_n=0.02

Схема выпрямителя – однофазная мостовая. Тип фильтра – Г- образный, LC-фильтр

Напряжение питания сети U_с= 220 В

Частота сети f=50 Гц

Решение

Ток нагрузки

I_n=Pср/U_n       I_n= 1 А

Сопротивление нагрузки

R_n=U_n/I_n                  R_n= 40 Ом

1. Выбор диодов прямой ток диодов

I_пр=I_n/2          I_пр=0.5 А

Максимальное обратное напряжение

U_m=π/2*U_n                        U_m=1.57*40=63 В

Выбираем диоды Д229Ж с

Током I_д=0.7 А>I_пр=-0.5 А

И допустимым напряжением U_доп=100 В

Выбор трансформатора

Расчетная мощность трансформатора

S_тр=1.23*P_ср                 S_тр=24.6 ВА

Напряжение вторичной обмотки трансформатора

U₂=1.11*U_n                  U₂=44 В

Коэффициент трансформации

k=U_c/U₂=4.9

Выбор фильтра

Число пульсаций в периоде m=2

Коэффициент пульсации без фильтра

Q=2/(m²-1)                   q=0.667

Требуемый коэффициент сглаживания

S=q/q_n                      S=33.333

Для фильтра    S=(n*ω)²*L*C, где угловая частота ω=314.159 1/с

Емкость конденсатора фильтра принимаем С=100 мкФ

Индуктивность L=S*10⁶/(n* ω)²*C Гн

Проверка выполнения условий

n* ω*L=530.516 > R_n=20 Ом

1/(n* ω*C)=1/592*10^-5 < R_n=20 Ом.