Необходимо обеспечить значительное превышение входного сопротивления усилителя над выходным сопротивлением предыдущего усилителя при соединении их последовательно. В нашей схеме это касается второго и третьего линейных усилителей. Возьмём R2 = R3 = 10000 Ом.
Т.к. k2 = -11, то:
.
Т.к. k3 = -18, то:
.
Выбираем номинал резисторов Rос2 = 110000 Ом и Rос3 = 180000 Ом.
Вычислим коэффициент передачи обратной связи:
,
.
Вычислим Rвых.ЛУ2 и Rвых.ЛУ3 – выходные сопротивления второго и третьего линейных усилителей. Согласно справочнику, выходное сопротивления операционного усилителя Rвых.ОУ = 300 Ом, а коэффициент передачи операционного усилителя kОУ=30000¸240000 для микросхемы К140УД2А. Полагаем kОУ равным 30000, т.е. рассматриваем наихудший случай, когда будут максимальными ошибка e = 1/ (bос.× kОУ) и выходные сопротивления второго и третьего линейных усилителей Rвых.ЛУ2 и Rвых.ЛУ3.
,
e2 = 1 / (bос2.×kОУ2) = 1 / ( 0.083 × 30000 ) » 0.0004 или 0.04 %,
Rвых.ЛУ2 » 0.12 Ом << Rвх.ЛУ2 = 10000 Ом,
,
e3 = 1 / (bос3.×kОУ3) = 1 / ( 0.053 × 30000 ) » 0.00063 или 0.063 %,
Rвых.ЛУ3 » 0.19 Ом << Rвх.ЛУ3 = 10000 Ом, где Rвх.ЛУ2 , Rвх.ЛУ3 - соответственно, входные сопротивления второго и третьего линейных усилителей.
Uвх.2 и Uвх.3 – напряжения на входах второго и третьего линейных усилителей. Так как UМСвых.= UМСвых.1= UМСвых2 = UМСвых.3 = 10 В, то:
Uвх.2 = UМСвых.1= 10 В,
.
I2 и I3– токи соответственно через Rвх.ЛУ2 = R2и Rвх.ЛУ 3= R3.
I2 = Uвх.2 / Rвх.2 = 10 / 10000 = 0.001 А = 1 мА.
I3 = Uвх.3 / Rвх.3 = 2 / 10000 =2 × 10-4 А = 0.2 мА.
Ни I2 = 1 мА, ни I3 = 0.2 мА не превышают максимальный выходной ток микросхемы I МСвыхmax.= 13 мА.
Для второго и третьего усилителей сопротивления между неинвертирующими входами и землёй Rк2 и Rк3 должны быть соответственно равны сопротивлениям между инвертирующими входами второго и третьего усилителей и землёй по постоянному току.
Rос.2, Rос.3 – эквивалентные сопротивления, соответственно второго и третьего линейных усилителей между их инвертирующими входами и землёй.
Rк2 = Rос.2 = 110000Ом.
Rк3 = Rос.3 = 180000 Ом.
Рассчитаем теперь первый усилитель, который в нашей цепи будет входным. Как уже было сказано, первый усилитель мы делаем неинвертирующим, так как он обладает огромным входным сопротивлением, которое нам необходимо, чтобы процессы в цепи не влияли на процессы в датчике.
k1 = 1 + Rос.1 / R1 = 11.
Rос.1 / R1 = 10.
Если R1 = 10000 Ом, то Rос.1 = 100000 Ом. Выбираем номинал резистора Rос1 равным 100000 Ом.
Внешняя балансировка нуля, предусмотренная для К140УД2А, позволяет обнулить остаточное напряжение при фиксированной температуре окружающей среды. Но при изменении температуры окружающей среды, получаем остаточные напряжения, обусловленные температурным дрейфом.
Влияние остаточного напряжения при нулевом входе можно устранить, включив в цепь разделительные конденсаторы C3 и C4.
На
частоте излома коэффициент передачи входного и выходного контуров теоретически
равен единице, но реально –0.707, т.е. погрешность коэффициента передачи будет 
%. Частота излома входного и выходного
контуров определяется соотношением:
(21)
При
погрешности 
% на рабочей частоте fр=400 Гц 
, а при погрешности 
% 
.
Пусть
, тогда из соотношения (21) получим формулу
(22).
(22)
Емкости рассчитываются согласно формуле (22):
мкФ,
мкФ,
Ом,
мкФ.
Выбираем номиналы конденсаторов 
= 3.9
мкФ, 
= 1.8
мкФ,
= 27 мкФ.
При выборе подавителя квадратурной помехи, который располагаем между вторым и третьим линейными усилителями, необходимо, чтобы его остаточное напряжение после усиления третьим линейным усилителем не превышало напряжения трогания двигателя.
В качестве подавителя помех выберем микросхему 101КТ1В. В таблице 2.8 приводятся паспортные характеристики подавителя помех.
Таблица 2.8 – Паспортные данные подавителя помех
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.