Разработка принципиальной схемы

Указанный в задании закон может быть реализован на операционном усилителе по схеме представленной на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Принципиальная схема звена, реализованного на операционных усилителях

Идеальная передаточная функция такого звена имеет вид

, (2.1)

где

; ;

Таким образом, при фиксированном значении номинала конденсатора C1 (1 мкФ) функциональное устройство имеет два параметра настройки: коэффициент усиления (R1) и постоянная времени (R3).

Статический и динамический расчет

Формирующее устройство на операционном усилителе показано на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Формирующее устройство на операционном усилителе

Идеальная передаточная функция формирующего устройства на операционном усилителе при условиях

;

;

имеет вид

.

Реальная передаточная функция формирующего устройства на операционном усилителе

.

Реальная передаточная функция найдена путем решения системы уравнений, составленных по закону Кирхгофа

(3.1)

Исключая ненужные переменные токи

;

(3.2)

Если устремить и к бесконечности, то мы придем к выводу, что переходная функция совпадает с переходной функцией для идеального варианта.

Следовательно, необходимо выбрать операционный усилитель с как можно большим коэффициентом усиления и входным сопротивлением.

Реальное комплексное сопротивление утечки конденсатора имеет вид

.

где .

Для структурной схемы, приведенной на рисунке 1.1, идеальная передаточная функция имеет вид

.

Реальная передаточная функция реального дифференцирующего звена

; (3.3)

; (3.4)

; (3.5)

Подставив (3.4), (3.5) в (3.2) имеем передаточную функцию реального звена

. (3.6)

Выбор электронных элементов схемы и конструирование печатной платы

Выбор элементов

Операционный усилитель

В качестве операционного усилителя выбрана микросхема КР1446УД14 обладающая следующими параметрами:

Входное сопротивление () – 1000 мОм.

Напряжение питания – 15 В 10%

Напряжение смещения – 10 мВ.

Тип корпуса – DIP 201.14-2 (19×6,6 мм).

Рисунок 4.1 – корпус КР1446УД14

Рисунок 4.2 – распределение выводов

Конденсаторы

В качестве конденсатора C1 выбран металлобумажный конденсатор типа C-K-50-80 обладающий большим сопротивлением утечки ()1 000 000 Ом;

Резисторы

В качестве переменных резисторов применены резисторы типа СП3-18a.

В качестве постоянного резистора выбран малогабаритный резистор с мощностью рассеивания 0,25 Вт (P1-28).

Другие публикации

История развития твердотельной электроники
Ровно 54 года назад американцам Джону Бардину, Уолтеру Браттейну и Уильяму Шокли (рис. 1) была присуждена Нобелевская премия по физике «За исследования в област ...

Исследование системы автоматического управления с нелинейным элементом
Исследовать систему автоматического управления с нелинейным элементом. 1. Преобразовать заданную структурную схему системы. 2. Применив метод гармоническог ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.