Дипломная работа: Процесс моделирования работы коммутационного узла

Выбираем операционный усилитель (ОУ): ОР-37Е. Его параметры:

Напряжение питания В;

Потребляемая мощность mВт;

Напряжение смещения мкВ;

КОСС дБ;

Коэффициент усиления ;

Входное сопротивление Мом;

Средний входной ток нА;

Разность входных токов 7нА;

;

Температурный диапазон .

3.3 Определение погрешностей источника стабильного тока

Определяем погрешности:

а) Погрешность от разброса сопротивлений не учитываем, так как сопротивление  подстроечное;

б) Погрешность от отклонения напряжения питания:

Разброс напряжения питания составляет 0,5%, тогда:

В;

Отклонение напряжения питания до минимума  равно:

;

Выражаем отсюда ток стабилизации:

mA;

Разброс напряжения стабилизации составляет:

mВ;

Аналогичный расчет делаем для повышения напряжения питания.

 mA;

 mВ;

Наибольшим отклонением напряжения стабилизации является - 2,787 mВ.

Погрешность составит:

mA;

в) Погрешность от реального ОУ, она зависит в данном случае от :

mВ;

мкА;

г) Погрешность от резистора  не учитываем, так как  подстроечное.

д) Погрешность от транзистора. Она определяется долей тока базы, но так как  подстроечное, то эту погрешность не учитываем.

е) Суммарная погрешность:

мкА;

или в процентном соотношении:

Окончательная схема источника стабильного тока изображена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Источник стабильного тока

4. Выбор схемы и расчет измерительного усилителя

4.1 Выбор схемы измерительного усилителя

Так как синфазная помеха не превышает 10В и коэффициент усиления не большой, то достаточно будет взять простейший дифференциальный усилитель. Схема простейшего дифференциального усилителя представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Измерительный усилитель

4.2 Расчет измерительного усилителя

Определяем требуемый коэффициент усиления:

; (17)

где  - напряжение на выходе измерительного усилителя;

 - напряжение на входе измерительного усилителя.

Выбираем операционный усилитель ОР-37Е.

Теперь выбираем сопротивления  и . Они должны удовлетворять следующим условиям:

Мом;

где  - входное сопротивление ОУ;

Ом;

где  - напряжение смещения ОУ;

 - разность входных токов ОУ.

Принимаем   12Ком;

Ком;

Принимаем значения сопротивлений с точностью 0,005% по ряду Е96:

4.3 Определение погрешностей измерительного усилителя

Рассчитываем погрешности измерительного усилителя. Она состоит из погрешностей ОУ и погрешностей от влияния соединительных проводов.

Погрешность от несовпадения сопротивлений с номиналами:

Новый коэффициент усиления будет равен (17):

Погрешность от неточности резисторов:

где  - отклонения сопротивлений от номинала.

Эту погрешность определяем на самый благоприятный исход:

Адаптивная погрешность:

Погрешность от

UmВ;

не учитываем, так как используем подстройку

UUmВ

где ТКUсм - температурный коэффициент напряжения смещения.

или в процентах:

;

Погрешность от входных токов:

mВ;

или в процентах:

Погрешность от конечного КОСС:

mВ;

Суммарная погрешность:

Суммарную погрешность рассчитываем (из 18) без учета влияния Uсф т.е. без учета и .

;

или в процентном соотношении:

Влияние соединительных проводов не учитываем, так как дальше в схеме есть подстройка выходного сигнала.

Окончательная схема измерительного усилителя приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Измерительный усилитель

5. Выбор схемы и расчет фильтра низкой частоты

5.1 Определение желаемых параметров фильтра

Составляем требуемую АЧХ фильтра (Рисунок 7):

Рисунок 7 – АЧХ

Находим частоту опроса:

Находим верхнею частоту опроса:

 (19)

Следовательно

Далее находим частоту среза фильтра:

Составляем нормированную АЧХ фильтра:

Частота среза составит:

Уровень синфазного напряжения на входе фильтра находим из расчета измерительного усилителя (18):

;

Погрешность которая нас устраивает - 0,01%

Коэффициент передачи фильтра:

5.2 Определение реальных параметров фильтра

Теперь определяем степень аппроксимации полинома. Принимаем полином Баттерворта, степень которого должна быть такой, чтобы АЧХ проходила через точку с координатой 45 и 1. Нормированная частотная характеристика находиться по формуле:

Отсюда находим относительную частоту :

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6