Расчет входного аттенюатора

В качестве аттенюатора выберем компенсационный делитель с коэффициентом деления 1:10. Делитель используется только в режиме внешней синхронизации. Ключ SA3 отключает входную емкость для обеспечения возможности учета постоянной составляющей сигнала. Схема входного делителя представлена на рисунке 7.

Примем .

При делении 1:10 коэффициент делителя рассчитывается следующим образом:

, отсюда

Для исключения искажения формы импульса аттенюатором постоянные времени RC цепей должны быть равны:

Входная емкость С4 должна обеспечивать неискаженную передачу сигнала во всем частотном диапазоне. Так как входной сигнал - прямоугольный, биполярный, зададим значение коэффициента низкочастотных искажений Мн=0,707 и значение нижней граничной частоты fн=100 Гц.

Выбираем С1=10 пФ.

Расчет предварительного усилителя

На выходе каскада предусилителя БВО значение амплитуды напряжения равно 5 мВ (с учетом того, что входной сигнал является биполярным). Необходимо усилить данный сигнал до уровня, который компаратор будем способен захватить. Зададим коэффициент усиления ПУ равным K=UвыхПУ/Uвх=100. Соответственно на выходе ПУ имеем амплитуду UвыхПУ=1 В. Выберем ОУ фирмы Analog Devices AD811J (приложение 1) с питанием ±5 В. Рассчитаем значения сопротивлений:

. (8.5)

Возьмем сопротивление R10=5,1 кОм. Согласно формуле (8.5) R11= 51 Ом. Расчет ограничителя напряжения

Для предотвращения подачи напряжения при внешней синхронизации, способного вывести из строя весь усилительный каскад, на вход схемы перед компаратором установлен диодный ограничитель. Синхронизирующий сигнал, может быть как положительной, так и отрицательной полярности, поэтому необходимо установить два диода, ограничивающих обе полярности входного сигнала. Амплитудный ограничитель представляет собой два диода КД521А (см. Приложение 1), включенных параллельно друг другу. Сопротивление Rогр, которое необходимо включить для падения напряжения на нем, определяется по формуле:

, (8.6)

где Uвх.макс - максимальное входное напряжение на входе внешней синхронизации (5 В);

Uпр - прямое напряжение диода (0,68 В);

Iд.макс - максимальный ток диода (100 мА).

Согласно формуле (8.6) Rогр=R7=43 Ом.

Зададим потенциал по постоянному току высокоомным резистором R6=1 МОм в режиме закрытого входа.

Расчет элементов компаратора

В схеме запуска ГЛИН используется компаратор AD8561, параметры которого приведены в Приложении 1. Компаратор генерирует на выходе логическую единицу ТТЛ-уровня, если входной сигнал превысит пороговый, в противном случае на выходе компаратора имеем логический ноль. Согласно Приложению 1 логические "1" и "0" имеют уровни напряжения, равные соответственно 3,5 В и 0,2 В. Т.к. входной сигнал и сигнал синхронизации может иметь как положительную, так и отрицательную полярность, пороговое напряжение также должно быть двуполярным. СЗ можно реализовать и на одном компараторе с пороговым напряжением, изменяющимся от -Uпор до +Uпор. Для исключения задержек, вызванных фронтом входного сигнала, уровень порогового напряжения сделан переменным. Пусть ток делителя равен Iдел=1 мА. Зададим предел изменения порогового напряжения Uпор=0.4¸2 В. Напряжение питания E=5 В. Сопротивления R20 и R21 рассчитываются по следующим формулам:

, (8.7)

. (8.8)

Полученные значения сопротивлений R20 и R21 равны соответственно 1,6 кОм и 430 Ом. Расчет для отрицательного порогового напряжения аналогичен и дает такие же значения сопротивлений R22, R23.

Расчет элементов формирователя

Как было сказано выше, формирователь необходим для укорачивания импульсов поступающих с компаратора. Длительность запускающего импульса должна удовлетворять условию:

. (8.9)

Длительность формируемого импульса рассчитывается по формуле:

. (8.10)

Выберем R24=510 Ом. Тогда из формулы (8.10) и условия (8.9) получим C8£7 нФ. Выберем C8=6,8 нФ. Для ограничения отрицательной полярности запускающего импульса, обусловленной спадом сигнала с компаратором и его дифференцированием на RC цепочке, на выход СЗ необходимо поставить диод. Диод VD1 выбран из серии MBR0520LT1 (см. Приложение 1). Напряжение прямосмещенного диода чрезвычайно мало 0.38 В и не превышает Uпор=1 В. Ограничение напряжения происходит на уровне 0.38 В. Сопротивление Rогр=R25 определяется по формуле (8.6) С учетом того, что Iд.макс=50 мА и Uвх.макс=Uвых.комп=3.5 В, получим Rогр=R25=60 Ом.

Интересное из раздела

Микроэлектроника. Новая быстро развивающаяся технология
Электроника прошла несколько этапов развития, за время которых сменилось несколько поколений элементной базы: дискретная электроника электровакуумных прибор ...

Проектирование и программная реализация комплексной системы стрелочных переводов
Цифровая обработка сигналов (ЦОС) [1] представляет собой одну из наиболее мощных технологий, которая в XXI веке будет определять развитие наук ...

Контроль параметров ошибок в трактах цифровых систем передачи
Основной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых методов ...