Материал: 9. Расчет электронных схем

Расчет дифференциатора.

Пример 1. Определить рабочий диапазон частот дифференциатора по схеме на рис. 9.19., с заданными параметрами:

Рис. 9.19. Базовая схема дифференциатора

1. Конечное значение собственного коэффициента усиления ОУ приводит согласно

к ограничению верхней рабочей частоты дифференциатора

2. Для определения частоты, с которой начинает сказываться ограниченность собственной полосы пропускания ОУ, приравняем модули передаточных функций идеального дифференцирующего звена и ОУ

Тогда

Решая полученное выражение относительно , найдем и

Пример 2. Определить значение выходного напряжения суммирующего дифференциатора по схеме на рис.9.20 с заданными : U_вх1; U_вх2; U_вх3; C₁; C₂; C₃; R; ω;

Рис.9.20 Схема трехвходового суммирующего дифференциатора.

Находим

Расчет источника напряжения

Разработать источник напряжения с заданными : VD-2C175K1;U_ВЫХ; I_H.

1. Для согласования параметров нагрузки и стабилитрона необходимо использование ОУ.

Воспользуемся схемой на рис.9.21.

Рис. 9. 17 . Схема инвертирующего усилителя с внешними цепями компенсации напряжения

1. для случая отсутствия цепей внешней коррекции равно

2. При компенсации только напряжения , что может быть сделано с использованием, например, схемы на рис. 9.17, получим

3. При компенсации только тока , что может быть сделано подключением между неинвертирующим входом ОУ и общей шиной корректирующего резистора (рис. 9.18.), получим

t

Рис. 9. 18. Обобщенная схема замещения усилителя на ОУ.

4. При компенсации как , так и получим

Рис.9.21 Схема источника постоянного напряжения, выполненная на основе инвертирующего усилителя.

2. Выбираем тип ОУ.

3. Выбираем ток стабилитрона I_CT.

Тогда

R_CT=(U_П-U_CTO)/ I_CT.

4. Коэффициент передачи ОУ равен

К_U=U_ВЫХ/U_CTO.

5. Задаём ток резистора R_ВХ=U_CTO/0.1I_CT.

6. R_КОР=R_ВХ*I+(R_CTr_CT)/(R_CT+r_CT),

где r_CT- дифференциальное сопротивление стабилитрона в области обратного пробоя.

7. Определяем b_ос=R_ВХ/(R_ВХ+R_ОС).

8. Нестабильность выходного напряжения ∆U_ВЫХ=R_ВЫХ∆I_H.

9. 8. Расчет звеньев фильтра типа .

1) Исходя из назначения фильтра выбирают сопротивление нагрузки ; граничную частоту ; задают величину ослабления в полосе задержания

2. Для согласования фильтра с нагрузкой принимают характеристическое сопротивление равным сопротивлению нагрузки , тогда

3. Определяют индуктивность и емкость звена фильтра

Индекс р обозначает расчетные значения.

2. Изображают схему рассчитываемого Т- или П- звена и обозначают рассчитанные значения на схеме, например, ( )

Рис.9.22. Т-звено типа . рис. 9.23. П-звено типа .

2. Рассчитывают и строят график частотной характеристики затухания в полосе задержания

3. Рассчитанное значение сравнивают с заданным и если оно меньше, то используют дополнительно m- звено.

4. Рассчитывают и строят график частотной зависимости характеристического сопротивления рассчитываемого Т- или П- звена

9. 9. Расчет звеньев фильтра типа m.

1. Выполняют расчет звена прототипа, т. е. звена типа , по методике «Расчет звеньев фильтра типа ».

2. Выбирают значение параметра m.

3. Определяют частоту бесконечного затухания.

4. Изображают схему Т- или П- звена фильтра типа m.

Рис. 9.24. Т-звено фильтра типа m. Рис. 9. 25. П-звено фильтра типа m.

На рисунке 9. 24 и 9. 25 обозначено и - рассчитанные в пункте 1 индивидуальность и емкость -звена.

5. Полученные в пункте 1, значения индуктивности и емкости звена типа пересчитывают в индуктивность и емкость звена типа m. Пересчитанные значения обозначают на схеме.

6. Рассчитывают затухание в заданной полосе частот.

7. Рассчитывают характеристическое сопротивление в заданной полосе частот.

8. Изображают и анализируют графики частотной зависимости затухания и характеристического сопротивление рассчитанного фильтра.

Пример. Рассчитаем элементы звена фильтра типа m с заданной частотой среза, отклонением характеристического сопротивления от его номинального значения для рабочей полосы частот. А также рассчитаем затухание в полосе частот, если заданно сопротивление нагрузки.

1. Выбираем m.

2. Используя данные элементы фильтра нижних частот типа , определим значение элементов фильтра типа m. Выбираем П- образное последовательно- производное звено. Элементы этого звена определяем по формулам:

3. Для расчета затухания фильтра определим частоту бесконечного затухания:

Задавшись различными значениями от 1 до 2, определим затухание фильтра в полосе частот от до . Для этого необходимо, определить при различных значениях значения выражения:

а затем по таблице ch определим затухание в полосе от =1 до =1,25 и по таблице sh- в полосе от =1,25 до =2. Данные вычисления и вычисления значения затухания звена заносим в таблицу 1.

Таблица 1

4. Определим характеристическое сопротивление фильтра по формуле :

Для этого, задавшись различными значениями в полосе частот, вычислим характеристическое сопротивление. Вычисленные значения занести в таблицу 2.

Таблица 2.