1.4 Расчет преобразователя ток-напряжение

Схема преобразователя напряжение-ток представлена на рисунке 4. Выходное напряжение этой схемы будет равно . Транзисторы , – необходимы для усиления выхода ОУ по току. Поскольку выходной ток схемы – это ток через датчик, то выбираем усилитель тока, такой же, как и в схеме генератора. Зададимся выходным напряжением равным , тогда резистор будет равен , для рассмотренного ранее примера

.

Рис. 4. Преобразователь ток-напряжение

Мощность, выделяемая на резисторе, будет равна:

.

Выбираем [1] металлодиэлектрический резистор общего применения С2-33.

.

В качестве микросхемы ОУ выбираем снова К544УД2А [5].

1.5 Расчет фазосдвигающего устройства

Схема фазосдвигающего устройства дана на рисунке 5. При одинаковых резисторах , передаточная функция данного устройства имеет вид [м/у 2681].

Рис. 5. Схема фазосдвигающего устройства

, где , тогда комплексный коэффициент передачи будет равен

,

а аргумент

.

Например, по исходным данным , . Угол между током датчика и током индуктивности равен:

.

Таким образом, фазосдвигающее устройство должно обеспечить фазовый сдвиг , т.е.

или

,

.

Имея частоту, как и раньше,

.

Задаваясь значением конденсатора , можно получить значение сопротивления :

.

Выбираем значение [2] конденсатора С

.

Значение резистора [1] 02-29В

.

Значения резисторов , по 10 кОм.

.

В качестве – ОУ типа К544УД2А.

1.6 Расчет формирования управляющих напряжений

Формирователь управляющих напряжений предназначен для формирования прямоугольных однофазных импульсов, фронты которых совпадают с моментами перехода через ноль выходного напряжения фазосдвигающего устройства.

Схема формирователя представлена на рисунке 6. Она состоит из усилителя ограничителя на , и триггера Шмидта – на . Пока диоды не открылись, работает как разомкнутый и на выходе присутствует напряжение с крутыми фронтами и амплитудой 0,7В. Резистор выбираем из условия ограничения выходного тока . Задаемся значением , тогда ток, протекающий по и по выходу , будет равен: .

Ток меньше, чем максимальный ток ОУ. Для К544УД2А В триггере Шмидта гистерезис должен быть меньше, чем выходное напряжение . Задаем значение гистерезиса 0,1 В, тогда

; , Откуда .

Задаемся значением .

Рис. 6. Схема формирователя управляющих напряжений

Выбираем [1]

;

;

.

В качестве диодов, как и прежде, выбираем КД521 [3].

Выпрямитель положительной прямоугольной волны реализован на , . не должно нагружать при отрицательной полуволне. Если выбрать 10 кОм, то .

1.7 Расчет усилителя

Для расчета коэффициента усиления усилителя необходимо найти диапазон изменения выходного напряжения датчика . Поскольку коэффициент связи задан, например, В/А, то требуется найти ток . Используя, как и раньше заданные данные , , , найдем ток .

.

.

.

Зададимся коэффициентом изменения выходного усилителя , т.е. коэффициент усиления усилителя должен быть равен . Для этих целей выбираем усилитель AD620A [6]. Схема усилителя представлена на рисунке 7.

Рис. 7. Схема усилителя

Согласно каталожному описанию коэффициента усиления данного усилителя задается выражением: , откуда

.

Из [1] выбираем резистор

.

Резисторы R необходимы для обеспечения путей прохождения входных токов ОУ, которые не более 2 мА. Два резистора необходимы для симметрирования входа ОУ. Полоса пропускания усилителя по уровню 3 дБ равна 12 кГц. Резистор R выбираем равным 10 кОм.