Функциональная схема экспандера. Описание элементов функциональной схемы. Расчет элементов функциональной схемы, страница 5

Учитывая приведенные выше условия , принимая значение R₂₈ = 10 кОм и произведя необходимые расчеты , получили следующие значения резисторов :

R₂₅ = 82   кОм

R₂₆ = 91   кОм

R₂₇ = 680 кОм

Выбираем ОУ - К140УД26

4.6. Масштабирующий усилитель для низкочастотной составляющей .

Рис.  Масштабирующий усилитель для

низкочастотной составляющей

Необходим для обеспечения заданного коэффициента усиления на частоте 400 Гц . Рассчитаем коэффициент усиления предыдущих элементов схемы до данного усилителя :

К_у = К _у1К _фнч=20,51 = 20,5

Исходя из полученного значения и заданного условия , усилитель должен обеспечивать коэффициент усиления равный 0,244 . Для данного включения ОУ :  К_у = R₃₇ / R₃₅

Принимаем R₃₇ = 1,5 кОм , R₃₅ = 6,2 кОм .

Резистор R₃₆  необходим для компенсации погрешности , вызванной протеканием тока во входных цепях усилителя .

R₃₆ = R₃₇R₃₅ / (R₃₇ + R₃₅)

R₃ = 1,56,2 / (1,5 + 6,2) = 1,2 кОм

Примем R₁₈ = 1,2 кОм

Выбираем ОУ - К140УД26

4.7. Выходной сумматор .

Рис.    Схема выходного сумматора

Для сложения низкочастотной составляющей с высокочастотной применим сумматор с коэффициентом передачи равным единице .Чтобы выходное напряжение данного сумматора определялось выражением :

U_вых = U_вх1  R₄₇ / R₂₉ + U_вх2  R₄₇ / R₃₀

должно выполняться условие :

R₃₁ / R₃₂ = R₄₇ / R₂₉ + R₄₇ / R₃₀

Для минимизации токовой погрешности необходимо , чтобы выполнялось условие :

R₄₇ = R₃₁

Исходя из всех перечисленных условий , выбираем :

R₃₂ = 5 кОм  ,  R₂₉ = R₃₀ = R₃₁ = R₄₇ = 10 кОм

Выбираем ОУ - К140УД26

5. Расчет стабилизатора .

Расчет мощности , потребляемой схемой .

В схеме имеется :

-11 операционных усилителей ,

- 3 компаратора,

- 1 ключ ,

- 3 делителя .

I_оу     <= 4,5 мА ,

I_комп <= 2,6 мА ,

I_дел  <= 1 мА ,

I_ключ <= 4 мкА ( в дальнейшем пренебрегаем),

I_сум =  = 60 мА ,

Рассчитаем стабилизатор на микросхеме К142ЕН2Б :

Параметры микросхемы :

U_вых = 12..30 В  ,  U_вх = 20..40 В

I_{н макс} = 150 мА  ,  P_рас = 0,8 Вт  ,  K_{нс U} = 0,1 %

Рис.    Схема стабилизатора на ИМС  К142ЕН2Б

Стабилизатор с защитой от короткого замыкания на выходе с ограничением тока короткого замыкания .

Рис.

 График зависимости Uн от Iн .

I_кз = 2,2*I_{н ном}

I_{н ном} = 50 мА

I_кз = 2,2*50 = 110 мА

Принимаем I_кз = 100 мА

R₄₀ = U_бэ/I_кз = 0,7/0,1 = 7 Ом

Принимаем R₄₀ = 6,8 Ом , R₃₈ = 1 кОм

I_{кз 0} = (U_бэ*R₄₀*R₃₈)/ R₃₉

R₃₉ = ( U_н + U_бэ )/I_дел1 ; где I_дел1 принимаем 1 мА

R₃₉ = ( 15 + 0,7 )/ 1*0,001 = 62,8 кОм

Принимаем R₃₉ = 63 кОм

I_{кз 0} = 0,7*6,8*1000/63000 = 0,076 А = 76 мА

Для повышения устойчивости и уменьшения коэффициента пульсаций принимаем С₁₁ = 100 мкФ * 25 В , С₁₀ = 0,1 мкФ .

Выбираем R₄₂ = 2,5 кОм , I_дел2 = 2 мА .

R₄₂ + R₄₁ = 15 В/ 2 мА = 7,5 кОм

R₄₁ = 7,5 – 2,5 = 5 кОм

Выбираем R₄₁ = 5,1 кОм подстроечный .

Расчет выпрямителя , трансформатора и фильтра для стаби-лизатора .

Выбираем U_вх стабилизатора = 25 В

I_вх = I_{н макс} * U_н/ U_вх = 50 мА = 0,05 А

Рассчитаем емкость фильтров С₇ , С₉ , при этом задаемся коэффициентом пульсации К_п = 5% .

С_ф = 0,7/( 4*f* К_п*R_н ) , где :

f  = 100 ( для двуполупериодного выпрямителя ) ;

R_н = U_вх / I_вх = 500 Ом .

С_ф = 0,7/ (4*100*0,05*500) = 70 мкФ

Выбираем С₇ = С₉ = 200 мкФ

Выбор диодов VD1 - VD8 :

I _{д имп} = 3,35* I_вх = 0,167 мА

I _{д эфф} = 1,82* I_вх = 0,091 мА

I _{д ср} > 0,5* I_вх = 0,025 мА

U_обр > U_{вх макс} = ( 25*(1+0,05) +2*1) = 56,5 В

Выбираем диоды К226А со следующими параметрами :

U_обр = 100 В , I _{д пр} = 1,7 А ,  U_пр = 1,4 В

Действующее значение напряжения на полуобмотке :

U2 = U_{вх макс}/1,414 = 20 В