2.4 Описание интегрирующей цепочки

Рассмотрим схему, изображенную на рисунке. Напряжение на резисторе R равно U_BX—U, следовательно, I=C(dU/dt) = (Uвх—U)/R Если обеспечить выполнение условия U<<Uвх, за счет большого произведения RC, то получим:

.

Рис. 2.8.а.

Рис. 2.8.б.

Мы получили, что схема интегрирует входной сигнал по времени. Рассмотрим, каким образом эта схема обеспечивает аппроксимацию интегрирования в случае входного сигнала прямоугольной формы: U(t) представляет собой знакомый нам уже график экспоненциальной зависимости, определяющей заряд конденсатора.

Первый участок экспоненты интеграл от почти постоянной величины — прямая с постоянным углом наклона; при увеличении постоянной времен и RC используется все меньший начальный участок экспоненты, тем самым, обеспечивается лучшая аппроксимация. Отметим, что условие U<<Uвх, равносильно тому, что ток пропорционален напряжению Uвх. Если бы в качестве входного сигнала выступал ток I(t), а не напряжение, то мы получили бы идеальный интегратор. Источником тока может служить резистор с большим сопротивлением и с большим падением напряжения на нем, и на практике часто пользуются этим приближением

На основе ОУ можно строить почти идеальные интеграторы, на которые не распространяется ограничение Uвых<<Uвх. На рисунке 2.9.в. показана данная схема, выполненная на ОУ MC741.

Рис 2.9.в

2.5. Принципиальная схема датчика.

На основании вышеизложенных данных разрабатываем принципиальную схему датчика ускорения, изображенную в приложении.

Генератор импульсов разработан на микросхеме К564ЛА7, частотой 2МГц. Сигнал с генератора подаётся на D-триггер К564ТМ2, используемый в качестве делителя частоты. Затем противофазные сигналы прямоугольной формы подаются на подвижные обкладки чувствительного элемента. При ускорении датчика разностный сигнал на подвижной пластине не равен нулю и, через усилитель собранный на ОУ КР574УД1 с коэффициентом усиления

подаётся на демодулятор, где сигнал преобразуется в низкочастотный, характеризующий величину и знак ускорения. Это напряжение поступает на усилитель, с выхода которого сигнал идёт на внешний вывод схемы.