Модель неинвертирующего звена

Рис. 2.6.Модель неинвертирующего усилителя в OrCad-е

Рис.2.7.Входной и выходной сигналы неинвертирующего усилителя

Рис 2.8.Модель неинвертирующего усилителя в Matlab-е

Рис 2.9. Вх. и Вых. Сигналы неинвертирующего усилителя в Matlab-е

Модель Инвертирующего Дифференциатора на операционном усилителе

Рис 2.10. Модель дифференциатора в среде OrCad.

Рис 2.11. Вх. и Вых. Сигналы дифференциатора в OtrCad-е

Рис 2.12. Модель дифференциатора в среде Matlab

Рис 2.13. Вх. и Вых. Сигналы дифференциатора в Matlab-е

Рис.2.14. ЛАЧХ преобразователя

Рис.2.15. Входной и выходной сигналы при подаче на вход пилообразного сигнала с частотой f=1Гц

1-Входной сигнал

2-Сигнал полученный, на Операционном Усилителе

3-Сигнал полученный, на Дифференциаторе

4-Сигнал полученный на выходе Вычитателя

Входной и Выходной сигналы при подаче на вход пилообразного сигнала реализованный в Matlab-е

Рис.2.16. Реализация функции в среде Matlab Simulink для пилообразного сигнала

Рис.2.17.Входной и выходной сигналы при f=1Гц

По результатам полученных графиков можно убедиться, что полученное устройство адекватно преобразует сигнал в требуемый.

2.3.Разработка комбинационно-логического устройства (КЛУ). КЛУ реализует управление объектом с помощью логического сигнала Y. Состоянию объекта соответствуют входные комбинации, заданные в шестнадцатеричном коде:

- включено при 7,9,E,F

- выключено при 2,3,B,D

Порядок выполнения расчета

Составляем таблицу истинности для заданной функции (таблица 3.1).

Таблица 3.1

x – функция может принимать любое знание

Составляем карту Карно (таблица 3.2).

Таблица 3.2

0* и 1* - добавленные произвольным образом значения функции.

Для полученной карты Карно составляем логическую функцию и осуществляем ее минимизацию:

Полученная функция реализуется на 3 элементах 2И-НЕ и 1 элементе 3И-НЕ т.е. реализовать КЛУ на одной ИС серии 1561 невозможно. Выбираем ИС К155ЛА3 4(2И-НЕ) и ИС К155ЛА4 3(3И-НЕ).

Составляем по минимизированной логической функции принципиальную электрическую схему.

Рис. 3.1. Принципиальная схема КЛУ

Результаты моделирования в среде OrCad:

Рис. 3.2. Модель КЛУ

Рис.3.3.Входные и выходной сигналы КЛУ

Мы видим, что выходная функция Y модели КЛУ соответствует заданной.

4. Разработка источника питания для унч

Техническое задание: рассчитать транзисторный стабилизатор постоянного напряжения. Выходное напряжение 10В 1%В. Ток нагрузки 3 мА. Входное переменное напряжение 220 10%В. Допустимый уровень пульсаций выходного напряжения 70 мВ, Коэффициент температуры по напряжению 0.5mВ/К.

4.1 Выбор принципиальной схемы стабилизатора

Для получения высокой температурной стабильности в схеме стабилизатора должен присутствовать высококачественный стабилитрон (например 1N4372). Схема рассчитываемого стабилизатора приведена на рисунке 4.1.

Рис. 4.1. Компенсационный стабилизатор напряжения.

Определение исходных данных для расчёта

Коэффициент стабилизации

Выходное сопротивление

Ом

Минимальное значение входного напряжения

В

Номинальное значение входного напряжения

В

Мощность, потребляемая стабилизатором

Вт

Полезная мощность в нагрузке

Вт

Коэффициент полезного действия

или

Выбор регулирующего элемента

А

В

Вт

Выбираем транзистор BC847A (U_кэ=45 В, I_к=0.1 А, =250)

Ток базы транзистора VT1

мА

Сопротивление резистора R1

Ом

Из стандартного ряда сопротивлений E24 выбираем 600 Ом

А

А

Выбор источника опорного напряжения

В качестве источника опорного напряжения выбираем стабилитрон типа 1N5225 (U_сm=3 В, I_cm=20 мА). Тогда

Ом

Выберем из ряда Е24 R₂= 360 Ом

Примем ток делителя равным току стабилизации I_ст = 20 мА, а так же сопротивление R₂= R₄

Выбираем транзистор VT3 аналогичный VT1 и VT2

Ом

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем 160Ом

Рассчитаем мощность резисторов:

мВт

мВт

мВт

Вт

Резисторы R1–R5 возьмём мощностью 0.125 Вт.

Расчет выпрямителя и фильтра.

Коэффициент пульсаций

Пренебрегая активным сопротивлением обмоток трансформатора получаем:

Переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора

В

Коэффициент трансформации

Выбор конденсатора фильтра

мФ

Согласно ряду E24

Выбор диодов выпрямителя. Средний ток через диод

А

Максимальное обратное напряжение на диоде равно входному напряжению стабилизатора 16.75 В. Выбираем диоды 1N4148 cо следующими параметрами: Iмакс=0.1А, Uобр=50В.

Рис.4.2. Модель стабилизатора напряжения в программном комплексе Orcad

Рис.4.3. Входное напряжение стабилизатора при сетевом напряжении 220В.

Рис.4.4. Выходное напряжение стабилизатора при сетевом напряжении 220В.

Рис.4.5. Входное напряжение стабилизатора при сетевом напряжении 253В.

Рис.4.6. Выходное напряжение стабилизатора при сетевом напряжении 253В.

Рис.4.7. Входное напряжение стабилизатора при сетевом напряжении 187В.

Рис.4.8. Выходное напряжение стабилизатора при сетевом напряжении 187В.

Рис.4.9. Выходное напряжение стабилизатора при температурах 0, 27, 100 ^оС

Судя по полученному графику схема обладает температурной стабильностью 0.37мВ/К

Так как для питания УНЧ нужны два сигнала по 5В, противоположные по знаку, то для питания УНЧ будет использоваться 2 источника питания. Второй будет аналогичен по схеме за исключением того, что транзисторы VT1 и VT3 будут заменены на аналогичные с PNP-структурой