Формирователь пилообразного напряжения на основе интегратора
Разработка функциональной схемы и принцип действия формирователя пилообразного напряжения на основе интегратора. Линейность формы выходного сигнала. Исследование сочетания параметров входных напряжений и тока шума. Внутренняя частотная коррекция.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.10.2017 |
| Размер файла | 143,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)
Курсовая работа
По дисциплине “Схемотехника ЭВМ”
Формирователь пилообразного напряжения на основе интегратора
Руководитель темы
Сафонов С.Н.
Исполнитель темы
Быков Н.Д.
Москва 2008
Задание на курсовую работу
Наименование разрабатываемого устройства
Формирователь пилообразного напряжения на основе интегратора.
Параметры устройства:
Частота выходного сигнала, кГц 2
Амплитуда сигнала на входе, В 4
Полярность сигналов - положительная
Сопротивление нагрузки, кОм 1
Погрешность линейности, %, не более 5
1. Анализ технического задания
Разрабатываемое устройство - Формирователь пилообразного напряжения на основе интегратора. Устройство должно преобразовывать поступающий на вход сигнал в сигнал пилообразной формы.
2. Разработка функциональной схемы и принцип действия
Состав
Устройство состоит из усилителя А2, представляющего интегратор с неинвертирующим входом. Усилитель А1 является в данной схеме компаратором.
Принцип действия
Усилитель У2 представляет собой интегратор с неинвертирующим входом. Элементы интегратора R2 и C обеспечивают требуемые временные соотношения. За счет R2 изменяется частота работы схемы. Напряжение на R2 равно +- Uст и ток, протекающий через R2 будет постоянным. Постоянный ток заряда C определяет линейность формы выходного сигнала. Выход усилителя У2 через потенциометр Rос подается обратно на неинвертирующий вход усилителя У1, представляющий собой компаратор. Rос устанавливает коэффициент обратной связи контура и поэтому задает амплитуду сигнала пилообразной формы. Потенциометр Rсдвиг, подключенный к неинвертирующему входу усилителя У1, устанавливает сдвиг выходного сигнала путем установки опорного напряжения компаратора.
Расчет параметров схемы
Пусть максимальный ток отдаваемый усилителем У1 будет равен 20 мА, на смещение стабилизатора идет 4 мА, на питание Rос 0,1 мА, тогда наибольший ток, которым можно разрядить конденсатор С будет равен 15,9 мА. Пусть IR2 = 12 мА, тогда
R2 = (Uст - Uд)/ IR2 = (5 - 0,7)В/(12мА) = 0,36 кОм = 360 Ом.
C = It/U = (12 мА) (0,1 мс)/(2 В) = 0,6 мкФ.
R1 выбираем исходя из того, что C заряжается до 2 В за 10 мс:
IR1 = CU/t = (0,6 мкФ) (2 В)/ (10 мс) = 0,12 мА.
R1 = U/ IR1 = (4 В)/(0,12 мА) = 33,3 кОм.
Uвых пп = 2Uст (1/K - 1),
отсюда
K = 2Uст/(Uвых + 2Uст) = [2 (5 В)]/[(2 В) + 2 (5 В)] = 0,83.
K = (R'ос)/(Rос + R'ос),
отсюда
Rос = (R'ос - K R'ос)/K = [(100 кОм) - 0,83 (100 кОм)]/(0,83) = 20,5 кОм.
(U2)/(Uвых + U1) = (R'ос)/(Rос + R'ос), отсюда U2 =Rос(Uвых + U1)/( Rос + R'ос) = (20,5 кОм)(2 В)/(20,5 кОм + 100 кОм) = 0,34 В.
Если максимальное выходное напряжение У1 равно 14 В, то:
R3 = (Uвых max - Uст)/( IR2 + Iвых + IR'ос) = [(14 В) - (5 В)]/[12 мА + 2 мА + 0,1 мА] = 638 Ом.
3. Разработка принципиальной схемы
Элементная база
К140УД7
Операционный усилитель с внутренней частотной коррекцией, с защитой входа и выхода от коротких замыканий, усилением более 30000.
Назначение выводов
1, 5 - балансировка;
2 - вход инвертирующий;
3 - вход неинвертирующий;
4 - напряжение питания -Uп;
6 - выход;
7 - напряжение питания +Uп;
8 - коррекция;
Электрические параметры
|
1 |
Напряжение питания |
15 В 10% |
|
|
2 |
Диапазон синфазных входных напряжений при Uп= 15 В |
12 В |
|
|
3 |
Максимальное выходное напряжение при Uп= 15 В, Uвх= 0,1 В, Rн = 2 кОм |
10,5 В |
|
|
4 |
Напряжение смещения нуля при Uп= 15 В, Rн = 2 кОм К140УД7 |
не более 9 мВ |
|
|
5 |
Входной ток при Uп= 15 В, Rн = 2 кОм |
не более 400 нА |
|
|
6 |
Разность входных токов при Uп= 15 В, Rн = 2 кОм |
не более 200 нА |
|
|
7 |
Ток потребления при Uп= 15 В, Rн = 2 кОм |
не более 3,5 мА |
|
|
8 |
Коэффициент усиления напряжения К140УД7 |
не менее 30000 |
|
|
9 |
Входное сопротивление |
не менее 400 кОм |
К140УД12
Прецизионный усилитель с малым напряжением смещения и высоким коэффициентом усиления напряжения. Имеет внутреннюю частотную коррекцию. Обладает отличным сочетанием параметров входных напряжений и тока шума. Предназначен для применения в высокоточных измерительных цепях с большим коэффициентом усиления.
1, 5 - балансировка;
2 - вход инвертирующий;
3 - вход неинвертирующий;
4 - напряжение питания - Uп;
6 - выход;
7 - напряжение питания +Uп;
8 - задающий ток;
Электрические параметры
|
1 |
Напряжение питания |
15 В |
|
|
2 |
Максимальное выходное напряжение при Uп= 15 В, Rн = 75 кОм, Uвх= 0,1 В |
не менее 10 В |
|
|
3 |
Напряжение смещения нуля при Uп= 15 В, Rн= 75 кОм |
не более 6 мВ |
|
|
4 |
Входной ток при Uп= 15 В, Rн= 75 кОм, Iд= 1,5 мкА |
не более 30 мкА не более 190 мкА |
|
|
5 |
Разность входных токов при Uп= 15 В, Rн= 75 кОм |
не более 6 нА |
|
|
6 |
Ток потребления при Uп= 15 В, Rн= 75 кОм, Iд= 1,5 мкА при Uп= 15 В, Rн= 75 кОм, Iд= 15 мкА |
не более 30 мкА не более 190 мкА |
|
|
7 |
Коэффициент усиления напряжения при Uп= 15 В, Rн= 75 кОм при Uп= 3 В, Rн= 75 кОм |
не менее 50000 не менее 25000 |
|
|
8 |
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения при Uп= 15 В, Iд= 1,5 мкА, Rн= 75 кОм при Uп= 15 В, Iд= 15 мкА, Rн= 5 кОм |
не менее 0,01 В/мкс не менее 0,1 В/мкс |
|
|
9 |
Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений при Uп= 15 В, Rн= 75 кОм |
не менее 70 дБ |
|
|
10 |
Средний температурный дрейф напряжения смещения при Uп= 15 В, Iд= 1,5 мкА при Uп= 3 В, Iд= 15 мкА |
7 мкВ/ ° C 3 мкВ/ ° C |
Стабилитрон
Список используемой литературы
формирователь пилообразный напряжение интегратор
1. Л. Фолкенберри «Применения операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - 572 с., ил.
2. Дж. Рутковски под ред. канд. техн. наук М.В. Гальперина «Интегральные операционные усилители» издательство «МИР» М. 1978 г. 320 с.
3. www.chipinfo.ru.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Анализ аналогов генератора пилообразного напряжения. Принципиальная схема, принцип работы. Генератор пилообразного напряжения на микроконтроллере. Разработка структурной функциональной схемы цифрового устройства. Индикатор уровня сигнала на LM3915.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.01.2016Характеристика, параметры и принципы построения генераторов пилообразного напряжения с зарядным транзистором и стабилизатором тока. Исследование зависимости амплитуды выходного сигнала от напряжения питания для схем с биполярным и полевым транзисторами.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 27.02.2012Принципы построения генераторов. Выбор и обоснование принципиальной схемы генератора пилообразного напряжения (ГПН). Расчёт элементов устройства, выбор типов и номиналов. Классификация ГПН со стабилизаторами тока, применение дискретных элементов.
курсовая работа [574,5 K], добавлен 29.06.2012Основные характеристики импульса. Генераторы линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения, их назначение и область применения. Методы линеаризации пилообразного напряжения. Требования к устройству. Основные характеристики и принцип построения ГПН.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.08.2013Устройство интегратора, построенного на операционном усилителе. Принцип действия прибора, принципиальные схемы и основные выражения. Основные проблемы и способы их решения. Применение интегратора на операционных усилителях. Тестирование и описание схем.
курсовая работа [529,2 K], добавлен 21.06.2014Устройство и механизм действия простейшего генератора пилообразного напряжения. Принципиальная схема простейшего ГПН. Классификация устройств со стабилизаторами тока. Разработка принципиальной схемы генератора. Алгоритм и программа функционирования.
курсовая работа [906,6 K], добавлен 09.06.2011Принцип действия формирователя импульса тока. Принцип работы таймера 555 в схеме одиночного запуска. Эскизный расчет схемы формирователя, схемы с таймером. Выбор элементов и компонентов схемы. Детальный расчет, эскиз размещения элементов и компонентов.
курсовая работа [120,2 K], добавлен 11.03.2010Электронная вычислительная техника. Описание схемы устройства, расчет фантастронного генератора пилообразного напряжения. Генераторы прямоугольных импульсов, линейно-изменяющегося напряжения, ступенчато-изменяющегося напряжения, синусоидальных колебаний.
дипломная работа [614,9 K], добавлен 17.04.2009Расчет трансформатора, блока питания и усилителя мощности, генератора трапецеидального напряжения, интегратора, сумматора и одновибратора. Структурная и принципиальная схема генератора сигналов. Формула вычисления коэффициента усиления с обратной связью.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.12.2012Разработка формирователя импульсов трапецеидальной формы - мультивибратора на биполярных транзисторах, триггера на биполярных транзисторах, RC-фильтра, одновибратора в интегральном исполнении. Исследование компаратора на основе операционного усилителя.
курсовая работа [735,3 K], добавлен 23.06.2012
