Калибратор предназначен для генерации фиксированных по амплитуде и частоте прямоугольных импульсов (сигнала-эталона) и используется для проверки работоспособности осциллографа и его предэксплуатационной настройки. Калибратор построен на ОУ с кварцевой стабилизацией частоты. Требования, предъявляемые к данному устройству, заключаются в высокой стабильности собственных параметров. Длительность и амплитуда генерируемых импульсов должны лежать в пределах соответствующих значений входного сигнала согласно ТЗ, а именно Uвх=10¸100 мВ и tи.вх=10¸100 мкс. Сформулируем требования, предъявляемые к калибратору, которые определены исходя из усредненных параметров входных исследуемых сигналов:
длительность импульсов: tимп=50 мкс;
скважность: q=2;
период повторения: T=120 мкс;
частота колебаний: f=8 кГц;
амплитуда импульсов: Uвых=2.5 В;
Схема калибратора приведена на рисунке 10.
Из рисунка 10 видно, что калибратор представляет из себя АМВ на ОУ AD8055ART с кварцевой стабилизацией частоты. Параметры ОУ приведены в Приложении 1. Для реализации калибратора необходим кварцевый резонатор с частотой f=8 кГц.
Зададим ток заряда и разряда емкости равным IC=4 мА, выходной ток ОУ IвыхОУ=10 мА, входной ток УВО IвхУВО=1 мА. Тогда ток делителя в цепи ПОС можно рассчитать по формуле:
, (11.1)
откуда получаем Iдел=5 мА.
Рассчитаем сопротивления в цепи делителя R55 и R56. Напряжение, снимаемое с резистора R56, равно пороговому. Напряжение питания ОУ ±5 В. Максимальный размах выходного напряжения равен Uвых=±3,1 В. Примем максимальное напряжение на времязадающей емкости равным 1 В. Тогда пороговые напряжения будут равны Uпор=±1 В. С учетом сказанного рассчитаем сопротивления по формулам:
, (11.2)
, (11.3)
Расчет дает следующие значения сопротивлений R55=430 Ом, R56=200 Ом.
Рассчитаем сопротивление в цепи заряда конденсатора С:
. (11.4)
Из формулы (11.4) получаем значение сопротивления в цепи заряда конденсатора R53=750 Ом.
Скважность генерируемых импульсов была выбрана равной q=2, т.к. это обеспечивает равную длительность положительных и отрицательных импульсов. Именно поэтому нет необходимости разделять цепь заряда и разряда емкости.
. (10.5)
Согласно исходным данным tимп=100 мкс. Из (10.5) получаем C21=200 нФ. Для подстройки частоты кварцевого резонатора в цепь ПОС необходимо включить переменную емкость C22=15 пФ.
Максимальный ток инвертирующего входа ОУ равен I-вх=1 мкА. Для развязки неинвертирующего входа по постоянному току в цепь ПОС необходимо поставить сопротивление R54=100 кОм. Тогда напряжение на неинвертирующем входе равно U+вх=I-вх×R54=0,1 В.
Для стабилизации выходного напряжения обеих полярностей на выходе калибратора стоят два стабилитрона VD11 и VD12 серии BZX84C (см. Приложение 1) с напряжением стабилизации равным 2,5 В. Ограничивающее сопротивление R57 рассчитывается по формуле:
, (11.6)
где Uстаб - напряжение стабилизации (2,5 В);
Iстаб - ток стабилизации (2 мА).
Согласно формуле (10.6) R57=300 Ом. На выходе схемы калибратора мы имеем стабилизированный уровень выходного напряжения 2,5 В.
Расчет R58:
, (11.7)
, (11.8)
, (11.9)
Отсюда: кОм
Конструкторско-технологическое проектирование функционального узла, расположенного на печатной плате
Основным
элементом прибора является печатная плата (ПП), которая служит для объединения
электронных компонентов и выполняет функцию несущей конструкции для ...
Использование специализированных микропроцессоров
Рассмотрим
преимущества цифровой обработки сигналов (ЦОС) на сравнении аналоговых и
цифровых фильтров. Цифровые фильтры всё чаще находят своё применение в м ...
Источник питания охранного устройства
В настоящее время существует множество систем, предназначенных для
осуществления охраны и безопасности объектов. С развитием науки и техники
у ...