Расчет генератора треугольного напряжения

2020-03-17

300

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 11 12 Следующая

Генератор должен выдавать треугольное напряжение. Частота генератора определяет ток, протекающий через измеряемую емкость. Зададимся необходимой частотой 50 кГц и амплитудой выходного напряжения 10 В.

Рис.3.1 Схема генератора треугольного напряжения

Основным элементом генератора является интегратор на ОУ2. После подачи напряжения питания выходное напряжение ОУ1 устанавливается на уровне U⁺_НАС (напряжение насыщения положительной полярности). При подаче на вход интегратора U⁺_НАС на его выходе появляется линейно-убывающее напряжение. При достижении им значения, равного напряжению на неинвертирующем входе компаратора ОУ1, компаратор переключается (U^-_НАС). Напряжение на выходе интегратора становится линейно-нарастающим. Этот процесс происходит до тех пор, пока напряжение не достигнет напряжения переключения компаратора. Затем весь процесс повторяется.

Для обеспечения равенства U⁺_НАС = U^-_НАСиспользуется двуханодный стабилитрон КС191А.

Таблица 3.1

Электрические параметры стабилитрона КС191А

Тип прибора	Предельные значения параметров при Т=25^°С			Значения параметров при Т=25^°С					Т_{к. мах} (Т_п.) ^°С
	U_{ст. ном} B	при I_{ст. ном.}мA	Р_макс.мBт	U_ст.		r_ст.Oм	I_ст.
				мин B	макс B		мин мA	макс мA
КС191А	9,1	5,0	150	8,5	9,7	18	3,0	15	100

В качестве ОУ применим КР544УД2А - операционный дифференциальный усилитель с высоким входным сопротивлением и повышенным быстродействием.

Таблица 3.2

Электрические параметры ОУ КР544УД2А

Номинальное напряжение питания	±15 В ±10 %
Максимальное выходное напряжение при U_п= ±15 В	≥±10 В
Напряжение смещения нуля при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В.	≤30 мВ
Средний входной ток при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В.	≤0,1 нА
Разность входных токов при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В.	≤0,1 нА
Ток потребления при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В.	≤7 мА
Коэффициент усиления напряжения при U_п= ±15 В, U_вых= ±4 В, R_н=2 кОм	≥20000
Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В, U_вх= ±5 В	≥70 дБ
Коэффициент влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения нуля при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В.	≤300 мкВ/В
Средний температурный дрейф напряжения смещения нуля при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В.	≤50 мкВ/° C
Частота единичного усиления при U_п= ±15 В, U_вых= ±0,02 В	≥15 МГц
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения при U_п= ±15 В, U_вых=-10 В, U_вх=-10 В	≥20 В/мкс
Входное сопротивление	≥1 10¹¹ Ом

Для обеспечения тока стабилизации >3 мА рассчитаем сопротивление r, которое должно пропускать ток больший, чем I_{СТ. МИН}+I_{Н. МАКС.} Сопротивление R1 выбираем равным 10 кОм. Ток нагрузки имеет максимальное значение, когда напряжение на неинвертирующем входе ОУ1 равно нулю:

А (3.1)