Реферат: Расчет электронных схем

--PAGE_BREAK--<img width=«241» height=«45» src=«ref-2_328415036-524.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">А.

        <img width=«83» height=«52» src=«ref-2_328415560-544.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">;

<img width=«112» height=«25» src=«ref-2_328416104-411.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">.

Берем <img width=«55» height=«23» src=«ref-2_328416515-148.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">мА, тогда <img width=«207» height=«25» src=«ref-2_328416663-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">В.

Построим нагрузочную характеристику по полученным выше данным

<img width=«502» height=«312» src=«ref-2_328417023-3075.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">остроим нагрузочную характеристику по полученным
Раздел 2.     Расчет схемы на операционном усилителе
2.1     Исходные данные

         Внутренние сопротивления источников сигнала – RG1=25 кОм, RG1=25кОм

         Коэффициенты усиления по напряжению – Кu1=30, Кu2=20

         Динамический диапазон – D  =28 дБ

         Максимальная рабочая температура – Tм=30 ÅС
2.2     Схема неинвертирующего усилителя
<img width=«432» height=«212» src=«ref-2_328420098-4584.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">

Рисунок 2.1 – Схема неинвертирующего усилителя
2.3     Назначение элементов схемы

DA1 – усиливающий элемент

R1,R2,R4– служат для получения требуемого коэффициента усиления

R3  — компенсационный резистор, служит для компенсации ошибки ОУ, которая возникает при протекании входного тока смещения ОУ через резисторы, подключенные к инвертирующему входу.

RG1,UG1; RG2,UG2  — Эквиваленты источников входного сигнала схемы по постоянному току.  

 

2.4     Принцип действия схемы

Суммирующий усилитель  является частным случаем инвертирующего усилителя, на выходе которого получается повернутый на 180º входной сигнал, пропорциональный алгебраической сумме входных сигналов. Поскольку точка суммирования токов А имеет нулевой потенциал (приняли потенциал инвертирующего входа равным нулю), можно записать I1=Uвх1/R1  I2=Uвх/R2. Ток в цепи обратной связи равен по 1 закону Кирхгофа сумме входных токов Iос=I1+I2. Тогда выходное напряжение сумматора

<img width=«291» height=«66» src=«ref-2_328424682-1221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">                                   <img width=«280» height=«33» src=«ref-2_328425903-868.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">                            

Из формулы  видно, что усиление по каждому входу можно регулировать, меняя сопротивление входной цепи. Достоинством сумматора на ОУ является то, что суммирование напряжений производится независимо друг от друга, то есть без взаимных помех источников суммируемых сигналов, так как эти сигналы суммируется относительно земли.
2.5     Расчет схемы

2.5.1  Рассчитаем сопротивление R1, кОм так как Ku1RG1>Ku2RG2: 750>500

Для обеспечения минимального влияния сопротивления источника сигнала  RG1  на значение коэффи­циента усиления Ku1 необходимо, чтобы входное сопротивление R1было много больше сопротивления источника сигнала  RG1в 5…10 раз

         <img width=«101» height=«24» src=«ref-2_328426771-312.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">,                                                                                   (2.1)

         <img width=«105» height=«23» src=«ref-2_328427083-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">кОм                                                                          

Округляем  полученное значение сопротивления до стандартного значения  R1= 130 кОм.                                                                                                        
2.5.2  Рассчитаем значение сопротивления  резистора обратной отрицательной связи R4.

         <img width=«81» height=«24» src=«ref-2_328427295-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">,                                                                                                (2.2)

         <img width=«132» height=«23» src=«ref-2_328427484-253.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">кОм

Округляем  полученное значение сопротивления до стандартного значения  R4= 3900 кОм
2.5.3 Рассчитываем значение  сопротивления  резистора R2

         <img width=«87» height=«45» src=«ref-2_328427737-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">

          <img width=«125» height=«41» src=«ref-2_328428000-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095"> кОм

Округляем  полученное значение сопротивления до стандартного значения  R2= 200 кОм
2.5.4 Рассчитываем  значение компенсирующего резистора на втором входе ОУ

          <img width=«85» height=«45» src=«ref-2_328428304-276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">

         <img width=«153» height=«41» src=«ref-2_328428580-404.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">кОм

Округляем  полученное значение сопротивления до стандартного значения  R3=82кОм

                                                                 

2.5.5 Выберем операционный усилитель согласно следующих условий:

<img width=«14» height=«70» src=«ref-2_328428984-145.coolpic» v:shapes="_x0000_s1033">


         max{R1,, R2,, R3,} <<  Rвх ОУ,,

         Rвых ОУ<< R3<< Rвх ОУ,                                                                              (2.3)

         Uсм доп>U∑см ОУ
Выбираем операционный усилитель К140УД6 со следующими параметрами опе­рационного усилителя

         Коэффициент усиления <img width=«91» height=«27» src=«ref-2_328429129-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">;

         Входное сопротивление Rвх= 1 МОм;

         Выходное сопротивление Rвых= 1 кОм;

         Разность входных токов ∆Iвх= 10 нА;

         Тепловая разность входных токов <img width=«87» height=«47» src=«ref-2_328429586-527.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">нА/К;

         Напряжение смещения Uсм=5 мВ;

         Температурный дрейф напряжения смещения <img width=«79» height=«47» src=«ref-2_328430113-529.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">мкВ/К;

         Напряжение питания Uпит=  í15 В.

Условия пригодности ОУ по входному и выходному сопротивлению выполня­ются. Проверим условие по напряжению смещения.
2.5.6 Рассчитаем Uсм доппо эквивалентному коэффициенту усиления KUэкв

         <img width=«120» height=«25» src=«ref-2_328430642-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">=30+20=50,                                                                                (2.4)

и заданному динамическому диапазону D:

         <img width=«121» height=«48» src=«ref-2_328431054-333.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">,                                                                                  (2.5)

где допустимое смещение на выходе усилителя находим следующим образом:

         <img width=«153» height=«40» src=«ref-2_328431387-568.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">,

         Uвых max=11 В,

         <img width=«173» height=«39» src=«ref-2_328431955-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">В

Принимаем KU2= 0, тогда <img width=«116» height=«24» src=«ref-2_328432315-229.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">.

         <img width=«133» height=«41» src=«ref-2_328432544-322.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">мВ.
2.5.7  Рассчитаем суммарное, приведенное ко входу, смещение ОУ по следующей формуле

         <img width=«267» height=«31» src=«ref-2_328432866-750.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">,                                                       (2.6)

где    <img width=«45» height=«25» src=«ref-2_328433616-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108"> — напряжение смещения, вызываемое разностью      входных токов;

         <img width=«51» height=«25» src=«ref-2_328433861-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">  — напряжение смещения, вызываемое тепловым дрейфом входных то­ков; 

         <img width=«40» height=«23» src=«ref-2_328434115-136.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">  — тепловое смещение напряжения;

         <img width=«115» height=«24» src=«ref-2_328434251-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">                                                                                          (2.7)

         <img width=«212» height=«25» src=«ref-2_328434478-369.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">мВ.

         <img width=«207» height=«41» src=«ref-2_328434847-532.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">,                                                                      (2.8)

где   T0 – температура при нормальных условиях   T0 = 25 ÅС

         <img width=«276» height=«25» src=«ref-2_328435379-555.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">мВ.

         <img width=«167» height=«47» src=«ref-2_328435934-733.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">,                                                                              (2.9)

         <img width=«199» height=«25» src=«ref-2_328436667-451.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">мВ,

        <img width=«243» height=«29» src=«ref-2_328437118-417.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">мВ

        <img width=«87» height=«24» src=«ref-2_328437535-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">мВ > <img width=«100» height=«29» src=«ref-2_328437734-229.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">мВ, следовательно операционный усилитель вы­бран правильно.

2.6 Найдем максимально допустимую амплитуду напряжения источника сигнала:

<img width=«204» height=«45» src=«ref-2_328437963-486.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">В                                                                     (2.10)
<img width=«207» height=«45» src=«ref-2_328438449-480.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">В
Раздел 3.       Синтез логической схемы
3.1 Исходные данные
         Логическая функция: F=  <img width=«111» height=«144» src=«ref-2_328438929-775.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">

Стоимость схемы: <img width=«141» height=«45» src=«ref-2_328439704-634.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">

    где    n–общее число координат;

            r–размерность куба;

            k–число кубов, на которых функция равна 1;
             <img width=«399» height=«23» src=«ref-2_328440338-851.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">.
3.2 Минимизация логической функции

Составляем  карту Карно, выделяем соседние минтермы и минимизируем функ­цию. При этом строим максимальные кубы на клетках, где функция равна 1. На­ходим клетки, которые покрываются только одним кубом, и удалив, из рассмот­рения кубы, которые покрывали что-то из удаленных клеток, если клетки, покры­ваемые удаляемыми кубами, имеют покрытие в виде другого куба равной или большей размерности по сравнению с отбрасываемым кубом.





После минимизации функция имеет вид:

С min=  <img width=«111» height=«120» src=«ref-2_328441189-647.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126"><img width=«100» height=«24» src=«ref-2_328441836-73.coolpic» v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027"><img width=«100» height=«24» src=«ref-2_328441836-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">
Её стоимость равна: 

<img width=«345» height=«23» src=«ref-2_328441982-728.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">.
3.3. Факторизация покрытий.
Находим µ — произведения всех кубов с помощью таблицы изображенной ниже.




1xx00

101xx

01xx0

X0011

1xx00

…….




101xx

1мммм

…….



01xx0

мммм0

ммммм

…….


x0011

ммммм

м0ммм

ммммм

…….

0000x

ммм0м

м0ммм


мммм

м
00
мм
    продолжение
--PAGE_BREAK--