Курсовая работа: Перетворювач опір - часовий інтервал

Вибираємо R7 з номіналом: С2-23-3,6кОм, Р=0,125Вт, 1%

Розрахуємо вхідний опір цього каскаду:

, (43)

 5 (Ом).

Проведемо розрахунок конденсаторів.

 - розділові конденсатори.

 - блокувальний конденсатор.

, (44)

, (45)

, (46)

 .

Вибираємо  К21-7-8,2мкФ ,10%

Аналогічно розрахуємо

, (47)

  ().

Вибираємо  КМ6М47-820нФ ,20%

3.3 Розрахунок елементів ОМВ

Схема очікувального мультивібратора зображена на рисунку 5.

Рисунок 5 – Схема ОМВ електрична принципова

Оскільки тривалість імпульсів для такого мультивібратора:

, (48)

а отже тривалість імпульсу вихідного сигналу залежить від опорів R4 R5 один з яких досліджуваний. Можливі межі тривалості розрахуємо після того, як будуть обрані всі елементи.

 напруга насичення ОП на виході 20В

Оскільки даний каскад повинен лише змінювати тривалість імпульсів, а не підсилювати сигнал по напрузі, то виберемо номінали елементів так, щоб коефіцієнт підсилення по напрузі даного каскаду

, (49)

Оскільки , то , (50)

, (51)

Задавшись =1кОм, 100кОм, , знаючи межі, в яких змінюється опір проведемо розрахунок ємності конденсатора. Оскільки значення опорів змінюються в досить великих межах, то ємність конденсатора розрахуємо для кожного під діапазонну окремо.

Для першого:

(Ом), (52)

, (53)

  (Ф).

Для другого:

(Ом), (54)

, (55)

(Ф).

Для третього:

 (Ом), (56)

, (57)

 (Ф).

Оберемо стандартний номінал змінного конденсатора та змінного опору:

Вибираємо  КМ6М47-220нФ-220пФ ,20%

Вибираємо  СП3-13-1,6МОм, Р=0,125Вт, 1%

При чому перемикання опору та конденсатора повинно відбуватися одночасно та у встановлені значення. Можна також використати три опори та три конденсатори, які перемикаються за допомогою ключа.

Проведемо розрахунок меж тривалості вихідних імпульсів в залежності від меж опору для одного діапазону, оскільки діапазони рівні:

, (58)

, (59)

Отже тривалість імпульсів в залежності від змінного опору лежатиме у межах: 1,16мс...1,25мс.

3.4 Розрахунок елементів мультивібратора

Схема автоколивального мультивібратора зображена на рисунку 6.

Рисунок 6 – Схема АМВ електрична принципова

Розрахуємо опір.

Вхідні данні:

Частота перетворень fmax= 20 (кГц).

Визначимо напругу живлення за заданою амплітудою вихідних імпульсів:

=(1,2…1,4), (60)

=24 (В).

Оскільки період імпульсу , а за умовою частота перетворень f= 20кГц, задавшись ємністю конденсатора С1=1000пФ розрахуємо значення резистора R1:

, (61)

6(кОм).

Вибираємо R1 С2-23-36 кОм, Р=0,125Вт,

А також конденсатор:

Вибираємо С1 КМ6М47-1000пФ ,20%

Проведемо розрахунок опорів R2 R3 :

Оскільки на виході операційного підсилювача необхідно забезпечити рівень напруги 10 В, то коефіцієнт підсилення , а отже R2=R3, то задамося:

Вибираємо R3 С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

R2 С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

3.5 Похибка вимірювання

Після розрахунку зовнішніх елементів необхідно враховувати неідеальність ОП. При цьому , , . кОм, Ом, R5=100...10000Ом , R4=12кОм

Реальний коефіцієнт підсилення реального ОП можна визначити за формулою:

, (62)

 .

Визначимо відносну похибку:

, (63)

 .

Тобто значення реальної похибки не перевищує значення допустимої похибки, яка є однією із умов завдання:. Отже, можна зробити висновок, що задана в умові точність витримана.

4. Моделювання мультивібратора

Для перевірки правильності роботи схеми проведемо моделювання одного в вузлів. Для моделювання оберемо очікуючий мультивібратор, який виступає у ролі перетворювача опору у тривалість імпульсів. Підставимо всі обрані у процесі розрахунків номінали елементів та знімемо частотні характеристики на виході вузла. З частотою 10кГц на вхід мультивібратора подаємо сигнал за допомогою генератора імпульсів. Вихідний сигнал зображений на рисунку 8, оскільки досить малий інтервал зміни опорів, а отже і тривалості імпульсів. Демонструємо тривалість лише при t=-40 C.

Моделювання очікуючого мультивібратора зображено на рисунку 7.

Рисунок 7 - Очікуючий мультивібратор

Зобразимо частотні характеристики мультивібратора на рисунку 8.

Рисунок 8 – Частотні характеристики мультивібратора

В результаті проведення моделювання очікуваного мультивібратора, який ми використовували в якості перетворювача опору в тривалість імпульсу, отримали коливання прямокутної форми, які виникають в приладі за рахунок додатнього зворотнього зв’язку через активні електронні елементи: транзистор, операційний підсилювач, логічний елемент.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5