Пример к пункту 2.
Требуется рассчитать схему сумматора (рис. 4,в), исходные данные:
RG1 = 12 кОм, RG2 = 47 кОм, KU1 = 25, KU2 = 12, D = 30 дБ.
Определяем произведение сопротивления источника сигнала на коэффициент усиления:
RG1 KU1 = 12∙103∙25 = 3∙105 Ом,
RG2 KU2 = 47∙103∙12 = 5,64∙105 Ом,
так как RG1 KU1 < RG2 KU2 , рассчитываем сопротивление входного резистора R1 по формуле:
KU2 12
R1
= (5
10)
RG2
= 5∙47∙103
= 113∙103
Ом.
KU1 25
выбираем по приложению 2 номинал резистора R1 = 110 кОм.
Находим сопротивление резистора:
KU1 25
R2
= R1
= 110∙103
= 229∙103
Ом.
KU2 12
Выбираем номинал резистора R2 = 220 кОм.
Рассчитываем сопротивление резистора R3 , из условия одинаковых сопротивлений постоянному току во входных цепях ОУ:
R1 R2 110∙103∙220∙103
R3
= = =
73∙103
Ом .
R1 + R2 110∙103 + 220∙103
Выбираем номинал резистора R3 = 75 кОм .
Определяем сопротивление цепи обратной связи:
R4 = KU1 R1 = 25∙110∙103 = 2,75∙106 Ом,
выбираем номинал резистора R4 = 2,7 Мом.
Так как сопротивление источника сигнала RG = 47 кОм (RG2 > RG1) и коэффициент усиления KU = KU1 + KU2 = 37, выберем ОУ К 140 УД6 из приложения 4. К 140 УД6 имеет следующие параметры.
Коэффициент
усиления по напряжению KUОУ
= 70∙103.
Разность входных токов ОУ D
iВХ
10∙10-9
А; внутреннее напряжение смещения UСМВ
= 5∙10-3
В; тепловой дрейф разности входных токов
тепловой дрейф внутреннего напряжения
смещения ΔUСМВ
= 20∙10-6
В / 0С;
DТ
максимальное
напряжение на выходе ОУ UВЫХ
max
ОУ = 11 В;
типовое напряжение питания UП
=
15
В.
Принимаем напряжение питания ОУ сумматора UП1 = + 15 В, UП2 =−15 В и проверяем правильность выбора ОУ.
Рассчитаем допустимое напряжение смещения ОУ:
UВЫХ max ОУ 11
UСМ ДОП = 10-D / 20 = 10-30 / 20 = 9,4∙10-3 В.
KU1 + KU2 25 + 12
Найдём напряжение смещения ОУ от разности входных токов:
Определим напряжение смещения ОУ, вызванное внутренним смещением ОУ:
Суммарное напряжение смещения:
UСМ Σ = UСМ i + UСМ U = 0,84∙10-3 + 5,3∙10-3 = 6,14∙10-3 В,
что меньше UСМ ДОП , следовательно, ОУ К 140 УД6 обеспечивает заданный динамический диапазон выходного напряжения во всём интервале рабочих температур. ОУ К 140 УД6 выбран правильно.
Определим максимальную амплитуду источника сигнала:
UВЫХ max ОУ 11
UGm1 = = = 0,22 В.
2 KU1 2∙25
Найдём максимальную амплитуду источника сигнала:
UВЫХ max ОУ 11
UGm2 = = = 0,458 В.
2 KU2 2∙12