2.4.2 Моделирование

2.5 Конечный усилитель с нагрузкой

2.5.1 Электрический расчет

В качестве последнего функционального блока прибора ставим обыкновенный неинвертирующий усилитель на ОУ [6] с отрицательной обратной связью, который изображен на рисунке 11, для восстановления уровня напряжения на нагрузке до требуемых в техническом задании 5 В.

Рисунок 11 – Неинвертирующий усилитель на ОУ с ООС.

Амплитуда напряжения на входе усилителя, подаваемое с выхода генератора синусоидального сигнала , подберем резисторы цепи ООС для усилителя. Зададимся значением сопротивления R2 = 8 кОм, тогда сопротивление R1 рассчитаем по стандартной формуле

(47)

Усилитель мы выбираем исходя из допустимого выходного тока.

Выходной ток усилителя I=Umn/Rn=10 B/225 Ом = 44 мА. ОУ LH0061 поддерживает такой ток.

Анализ коэффициента гармоник для сигнала при U=15 мВ, f=15 Гц

Анализ коэффициента гармоник для сигнала при U=3 В, f=3кГц

2.5.2 Моделирование

2.6 Согласование функциональных блоков

Для согласования входных и выходных сопротивлений каждого функционального блока схемы между собой необходимо между ними поставить по буферному каскаду, состоящему из повторителя напряжения на ОУ общего употребления с обратной связью, замкнутой на инвертирующий вход. Входное сопротивление повторителя напряжения у идеального ОУ равно бесконечности и представляет собой очень большую величину у реального, а выходное – близко к нулю. Благодаря этому для первой схемы буферный каскад создает режим холостого хода, а для второй – почти идеальный источник питания.

Желательно, чтобы напряжение питания буферного ОУ не отличалось от напряжений питания усилителей схемы. Скорость нарастания выходного напряжения должна быть достаточной, чтобы между ПНЧ и синусным преобразователем обеспечить передачу сигнала без искажений.

Выберем ОУ LF157 с .

2.7 Питание

Для нормального функционирования устройства нужно разработать блок питания с тремя выводами (+Eп, 0, –Eп), который бы удовлетворял следующим характеристикам:

Входное напряжение должно соответствовать напряжению от сети переменного тока, 220 В ~ 60 Гц.
Выходное напряжение Еп должно быть достаточным для питания восьми операционных усилителей и трёх питающих источников постоянного напряжения с одинаковыми уровнями питания, .
Мощность блока питания должна быть достаточной для поддержания 2 Вт на нагрузке и постоянного уровня напряжения на усилителях, а так же для питания микросхем и прочей электроники.

Просадка напряжения при подключении большого числа питаемых элементов должна составлять не более 0,5 В.

2.6. Таймер(ждущий мультивибратор)

Ждущий мультивибратор генерирует единичный импульс при появлении входного сигнала. Отсчет длительности импульса начинается от фронта (или уровня) запускающего импульса. Для того чтобы перейти от схемы автоколебательного к схеме ждущего мультивибратора, необходимо ввести дополнительно цепь запуска и цепь “торможения”.

Зададим коэффициент положительной обратной связи: Кпос = 0,9. Токи по цепям положительной и отрицательной обратной связи зададим равными 1мА.