Выбираем из справочника стабилитроны VD7, VD8 типа КС133А с
параметрами:
,
а также принимаем к установке трансформатор со следующими параметрами:
.
Определяем величину сопротивления ограничительного резистора R7:
Находим мощность рассеивания на резисторе R7:
Принимаем резистор R7 типа МЛТ-1-270Ом ±5%.
2.5 Расчет генератора треугольных импульсов
Генераторы треугольных импульсов (рисунок 2.4) реализуются на базе генератора прямоугольных импульсов и интегратора. Параметры импульсов:
амплитуда:
частота:
Определим длительность входных импульсов:
.
Определим ток нагрузки входного каскада
и входной ток интегратора из того условия, что:
По справочнику выбираем операционный усилитель DA1 типа К153УД5 с параметрами:
При подаче на вход интегратора постоянного напряжения на его выходе
получаем линейно изменяющееся напряжение:
где
.
Принимаем:
тогда:
.
Исходя из того, что значение
очень мало, принимаем:
резисторы R8, R9 типа МЛТ-0,125-100кОм ±10% ,
конденсатор С7 типа К73-5-0,1мкФ ±5%.
Величина выходного напряжения на выходе интегратора составит:
,
где
- входное напряжение ограничителя.
Рисунок 2.4 – Генератор треугольных импульсов
Разделительная цепь С8, R10 (рисунок 2.5) выполняет две функции: разделяет постоянные составляющие напряжений и уменьшает дрейф операционных усилителей.
Постоянная времени разделительной цепи равна:
и выбирается исходя из условия минимального искажения выходного сигнала:
.Величина сопротивления резистора R10 по условиям разряда конденсатора не должна быть меньше величины сопротивления резистора R8.
Принимаем: постоянную времени разделительной цепи
, а величину сопротивления резистора R10=R8=100(кОм). Тогда величина емкости конденсатора С8 составит: .Выбираем конденсатор С8 типа К73-5-1мкФ±10%.
Резисторы R10 типа МЛТ-1-100кОм±10%.
Рисунок 2.5 - Разделительная цепь
В качестве схемы сравнения напряжения питания Uп и напряжения регулирования Uр (оно же напряжение управления Uу) используем нелинейный режим работы операционного усилителя. Передаточная характеристика операционного усилителя содержит участок положительного и отрицательного насыщения в зависимости от величин входных напряжений на входах: Uвх1, Uвх2. Поскольку коэффициент усиления КUоу очень велик, то напряжение переключения (Uвх1 - Uвх2) весьма мало. Выходное напряжение операционного усилителя при ½ Uвх1 - Uвх2 ½> Uпер зависит от того, какое из входных напряжений больше, т.е. операционный усилитель является схемой сравнения напряжений (рисунок 2.6).
Учитывая, что:
напряжение регулирования Up = UВХ1 = ± 3,3(В),
амплитуда треугольного напряжения Uп = UВХ2 = ± 3,3(В),
максимальный ток нагрузки IН=IБ1=0,0008(А),
минимальное выходное напряжение Uн min = UБЭ1 = 3(В),
принимаем в качестве схемы сравнения операционный усилитель DA2 типа К153УД5 у которого:
Uвых.max=10(B), Iвых.мах=5(мА), Rвых.оу=150(Ом); Коу=125*10 3.
Рисунок 2.6 — Схема сравнения СИФУ
Определим напряжение переключения операционного усилителя:
Величина сопротивления резистора R* определяется из соотношений:
R*>Rвых.оу=150(Ом);
Принимаем резистор R* типа МЛТ-0,125-2,4кОм±10%.
Величины сопротивлений резисторов R11=R12 определим из следующих условий:
Принимаем резисторы R11, R12 типа МЛТ-0,5-2,7мОм±10%
Величину сопротивления резистора R13 (делителя напряжения) определим, если примем, что ток делителя напряжения Iд=(5…10)Iвх.оу.
Исходя из этого, принимаем резистор R13 типа СП-0,15-2,4(мОм)±20%.
2.8 Расчет схемы подавления помех
В данной схеме (рисунок.2.7) резисторы R14, и R15 являются разрядными и в тоже время выполняют роль делителя напряжения Еп. Обычно ток делителя принимаютв 10 раз меньше тока потребления, т.е. 10 Iд = Iпотр.
Рисунок 2.7– Схема подавления помех
Ток потребления СИФУ составит:
Ток делителя через резисторы R14 и R15 составит:
Величина резистора R14 определяется из условий:
Принимаем резисторы R14 и R15 типа МЛТ-0,5-1600Ом±5%.
Ёмкость конденсатора определим по следующей формуле:
Тогда:
Из справочника принимаем конденсаторы С9 и С10 типа К73-5-0,3мкФ±5% .
3. Расчёт источника питания
3.1 Выбор схемы и расчет основных параметров источника питания
Для выбора схемы источника питания рассчитаем суммарный ток нагрузки:
,где
- ток нагрузки, - общий ток потребления СИФУ (в схеме их 12 штук, подключённых параллельно к стабилизатору).Зная ток нагрузки
и напряжение нагрузки примем в качестве схемы стабилизатора схему параметрического стабилизатора напряжения (рисунок 3.1) .
Рисунок 3.1 – Схема источника питания
По справочнику по известному току нагрузки выбираем 2 стабилитрона Д815В со следующими параметрами:
Следует отметить, что в схеме стабилитроны VD7 и VD8 ставятся последовательно для обеспечении стабилизации нужного напряжения и в сумме дают необходимое напряжение (одного не хватает).
Рассчитаем параметрический стабилизатор исходя из следующего из условия:
.Воспользуемся следующей формулой:
где
- выходное напряжение, - минимальный ток стабилитрона, - максимальный ток стабилитрона, - балансное сопротивление;