Проектирование аналогового электронного устройства
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
нно ток на диоде
Применим диод общего применения типа КД521 В который имеет параметры:
постоянное прямое напряжение Uпр, В…………1,
постоянный обратный ток Iдо, мкА…………......1.
Сопротивление резистора R1 определяем из условия Uвх max / R1 = Iд max, отсюда находим R1 = Uвх max / Iд max =1/0,5 10 = 2 кОм.
Приравняв (1) и (2) уравнения определим значение напряжения на выходе
,раскроем скобки
, выразим экспоненту
, прологарифмируем
Таким образом создается экспоненциальная зависимость.
Сопротивление резистора R1 определяем из условия Uвх max / R1 = Iд max, отсюда находим R1 = Uвх max / Iд max =1/0,5 10 = 2 кОм.
Максимальное выходное напряжение логарифматора:
здесь Uт - температурный потенциал, равный 26 мВ при t =20C, тогда
В. Для симметрирования входов ОУ логарифматора сопротивления R1 и R2 должны быть одинаковыми, следовательно принимаем R2 тоже равным 2 кОм.
Рисунок 14.
Применим операционный усилитель ОУ 154УД2.
Так как данная схема не даёт настоящий логарифм поэтому необходимо применить усилитель с коэффициентом передачи по напряжению 2,3/0,162=14,2, так как ln(10)=2.3, а данная схема даёт 0,162 В. Для того чтобы усилить сигнал применим инвертирующий усилитель - это тот же повторитель напряжения только с развязкой напряжения. Принципиальная схема на рисунке 15.
Рисунок 15.
Коэффициент передачи , Ku=14,2. Примем Z1=150 Ом, следовательно, ZOC=2,2 Ком. На входе Логарифматора подан 1В, следовательно на выходе -0,162 В, после усилителя 2,3 В.
Применим операционный усилитель ОУ 154УД2.
2.8 Сумматор
Принципиальная схема сумматора рисунок 16.
Рисунок 16.
Чтобы выходное напряжение усилителя определялось выражением(по второму закону Кирхгофа)
должно выполнятся условие
Необходимую балансировку схемы можно выполнять соответствующим подбором сопротивления резистора R. Для корректировки потенциала на неинвертирующем входе необходимо выполнение условия R`=Roc=1 кОм, то это приведёт к выполнению
Так как масштабирование не требуется, примем значения R1=R2=1 кОм. Тогда из (1) следует
=500 Ом
Выходное напряжение есть не что иное как Uвых=Uвх1+Uвх2=2.3+1=3.3 В.
Применим операционный усилитель ОУ 154УД2.
.9 Умножитель
Более удобный в применении интегральный перемножитель К525ПС2: он представляет собой функционально законченное устройство. Этот перемножитель имеет три входа X, Y, Z и три входа регулировки смещения Xсм, Yсм, Zсм. Выходной сигнал снимается со встроенного операционного усилителя. На инвертирующий вход этого усилителя через резисторы поданы сигналы, один из которых равен произведению XY, а другой - Z. Регулировку масштабирования преобразования можно производить с помощью делителя, установленного например на выходе Y, как показано на рисунке 17. Погрешность умножения не более 1 %.
Принципиальная схема умножителя на микросхеме К525ПС2 рисунок 17.
Рисунок 17.
.10 Преобразователь напряжения в частоту (ПНЧ)
ПНЧ предназначен для то чтобы преобразовывать входной сигнал в последовательность импульсов ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика, то есть 0 - 0.4 В, а 1- 3.6 В) с частотой следования, пропорциональной его значению, а так же для использования как ПЧН. Кристалл изготовляется по биполярной технологии и размещается в 14-выводном герметичном пластмассовом корпусе типа 201.14-2 с двухрядным вертикальным расположением выводов.
Внутреннее строение ПЧН рисунок 18.
Рисунок 18.
На вход Uirn подаётся сигнал (1) который следует на интегратор. Интегратор состоит из внешних элементов Rинт и Синт, а так же внутреннего ОУ и ключа(1) который разряжает конденсатор.
Далее сигнал (2) попадает на компаратор (КН1) [2]. Если сигнал есть то есть потенциал на инвертирующем входе больше чем на неинвертирующем то КН1 выдаёт напряжение его питания, что показывает рисунок 20.
При увеличении Uоп напржение на выходе компаратора быстро падает до -Umax и наоборот при увеличении Uоп выходной сигнал увеличивается до +Umax.(Ko - коэффициент усиления КН 1). То есть выдаёт импульсы когда сигнала нет, рисунок (18, (3)).
В это время(t1) Синт разрядилось полностью, так как кляч(1) в положении 1, но при этом ключ (2) открыт, а ключ (3) переходит в состояние 1, следовательно Ст который до этого был закорочен заряжается, рисунок (18, (5)). На промежутки времени t1 и t3 в момент времени t3 когда сигнал(3) попадает на S вход триггера SR(вход, по которому устанавливается в единичное), а сигнала (6) на входе R(вход, по которому устанавливается нулевое состояние) пока нет, на выходе триггера(Q) появляется импульс(4). Информация о триггере [3].
Из таблицы истинности S=1, R=0, Q=1.
К этому времени (то есть t3) конденсатор Ст полностью зарядится и тогда на выходе компаратора КН 2 появится импульс(18, (6)), но в это время на триггере не будет сигнала, так как сигнала(3) нет, так как на Синт заряжается, а следовательно ключ (1) переедет в состояние 2, ключ(2) включится Ст закоротится, Ключ (3) переедет в состояние 2.
То есть на выходе триггера будет ноль.
Из таблицы истинности S=0, R=1, Q=0.
В то время когда импульса(4) нет транзисторный элемент [1], состоящий из транзистора VT и Rн, на выходе будет присутствовать импульс и наоборот. То есть при логике ноль будет установлено значение 0,4 В, а при единице 3,6 В.
Весь цикл повторяется с того момента, когда конденсатор Синт р