Содержание

1.Расчет проектирование усилителей постоянного тока. 3

1.1. Анализ инвертирующего усилителя постоянного тока 4

1.2.Расчёт и выбор элементов инвертирующего УПТ 5

Усилители постоянного тока (УПТ) достаточно часто используются как измерительные, т.е. они входят в измерительную систему как измерительные преобразователи. В этом случае при расчёте и выборе элементов схемы должна обеспечиться необходимая точность преобразования. 5

1.3.Расчёт погрешностей 5

1.3.1.Расчёт мультипликативной составляющей погрешности 5

1.3.2.Расчёт аддитивной составляющей погрешности 6

Результирующая погрешность 7

1.4. Расчёт основных показателей схемы 8

1.5.Построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики 8

2. Расчёт и проектирование усилителей с ёмкостной связью 10

2.1. Анализ инвертирующей схемы с ёмкостной обратной связью 11

2.2. Выбор резисторов 12

2.3. Построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики 13

3.Расчёт мультивибратора на базе операционного усилителя 13

15

Рисунок 6. Временная диаграмма работы мультивибратора 15

В соответствии с временной диаграммой работы мультивибратора (рис.6) на интервале происходит заряд конденсатора, справа от точки 1 напряжение , т.е. и напряжение на инвертирующем входе , следовательно, напряжение на выходе принимает значение . Причём переключение ОУ за счёт ПОС происходит с большой скоростью. 15

3.1.Расчёт и выбор элементов схемы мультивибратора 15

3.2.Определение температурной нестабильности мультивибратора 17

17

3.3. Проверка мультивибратора на работоспособность 17

4.Приложение 17

5. Список использованной литературы 19

1.Расчет проектирование усилителей постоянного тока.

Усилители постоянного тока достаточно часто используются как измерительные, т.е. они входят в измерительную систему как измерительные преобразователи. В этом случае при расчёте и выборе элементов схемы мы должны обеспечить необходимую точность преобразования.

Рис.1.1 Характеристики преобразования УПТ:

- идеальный

- - - - - - реальный а - при мультипликативной погрешности,

b - при аддитивной погрешности

Основные погрешности усилителя можно разделить на мультипликативные и аддитивные составляющие. Изменение приводит к появлению мультипликативной составляющей. Это отображается изменением угла наклона характеристики преобразования .

Наличие приводит к параллельному перемещению характеристики на , что вызывает появление аддитивной составляющей погрешности.

В общем случае одновременно присутствуют оба вида погрешностей и , а общая погрешность оценивается двухзвенной формулой

Выбор варианта:

Таблица 1

Марка операционного усилителя		0	14ОУД7
		1	14ОУД8
Схема включения		0	инвертирующая
		1	неинвертирующая
Сомножитель m		0	0,5
		1	1
Сомножитель А		0	50
		1	80
Температурный диапазон Тmin…Tmax, C		0	минус 50…+50
		1	минус 30…+10

5=02⁴+02³+12²+02¹+12⁰, вариант 00101

k_ос=mA=150=50-коэффициент усиления с обратной связью.

R_г=1 кОм.

1.1. Анализ инвертирующего усилителя постоянного тока

Рисунок 1 - Схема инвертирующего включения операционного усилителя

_{В инвертирующем УПТ (рис.1.) реализована отрицательная обратная связь (ООС) по напряжению с параллельным способом введения. Это положение в значительной степени и определяет свойства схемы.}

1.2.Расчёт и выбор элементов инвертирующего УПТ

Усилители постоянного тока (УПТ) достаточно часто используются как измерительные, т.е. они входят в измерительную систему как измерительные преобразователи. В этом случае при расчёте и выборе элементов схемы должна обеспечиться необходимая точность преобразования.

Резисторы схемы рассчитываются и выбираются следующим образом:

, значение выбирается не более 1 МОм, так как при больших значениях сказывается сопротивление изоляции между выводами резистора на печатной плате, которое зависит от чистоты поверхности, влажности, температуры и свойств защитного лака. Номинальное значение резистора выбирается в соответствии с рядами Е12 или Е24.

; -дрейф напряжения смещения нуля.

; где -дрейф входного тока смещения.

;

Так как R2<=1МОм, то принимаем в соответствие рядом Е12.

;

МЛТ-0,125-1М±10%

;в соответствие рядом Е12 выбираем значение сопротивления =0,022МОм=22кОм..

МЛТ-0,125-22K±10%

Произведем проверку выполнения неравенств:

для уменьшения влияния усилителя на источник сигнала значение

Значение резистора выбирается из неравенства

для уменьшения влияния на коэффициент усиления УПТ ,следовательно,

, в соответствие рядом Е12 выбираем значение сопротивления =2,2кОм

МЛТ-0,125-2K2±10%

1.3.Расчёт погрешностей

1.3.1.Расчёт мультипликативной составляющей погрешности

В случае реального ОУ появляется мультипликативная погрешность. Источники мультипликативных составляющих погрешностей УПТ, т.е. влияющих на легче определить, рассмотрев уравнение (*), к ним относятся изменения сопротивления резисторов и , изменение и изменение . Эти изменения в основном зависят от температуры кристалла операционного усилителя и элементов схемы.

1)Погрешность изменения сопротивления резисторов и можно оценить, положив, что все другие источники погрешностей отсутствуют.

;

- температурный коэффициент сопротивления для выбранных резисторов, тогда

2)Погрешность, вызванная дрейфом коэффициента усиления:

, где ;

-коэффициент обратной связи.

.

3)Погрешность, вызванная дрейфом входного сопротивления:

,

где ;

1.3.2.Расчёт аддитивной составляющей погрешности

Аддитивные погрешности УПТ приводят к появлению напряжения сдвига на выходе ОУ. Это явление может быть вызвано наличием входных токов смещения и их разности, напряжение смещения нуля, а также температурным дрейфом этих величин.

1) Погрешность, вызванная напряжением смещения нуля U_см.0 и его температурным дрейфом:

,

где ;

;

.

Важно отметить, что напряжение смещения нуля можно скомпенсировать балансировкой операционного усилителя, но дрейф всё же останется.

Влияние входных токов смещение при их равенстве устраняется подборкой сопротивлений резисторов.

Погрешность, вызванная разностью входных токов смещения также как и напряжение смещения нуля можно скомпенсировать балансировкой операционного усилителя.

2)Погрешность, обусловленная дрейфом входных токов смещения:

,

где ;

.

3) Нестабильность напряжения питания ОУ является причиной напряжения сдвига, а следовательно, и аддитивной погрешности

;

-изменение напряжения питания ОУ,

-коэффициент влияния напряжения питания.

Погрешность при известном входном сигнале , с учётом мультипликативной и аддитивной составляющих погрешности, определяется по двухзвенной формуле:

.