3.2 Сглаживающий фильтр

Поскольку в схеме частота сети 50 Гц (после удвоения на выпрямителе – 100 Гц), то типичная емкость конденсатора находится в диапазоне от 100 мкФ до 30000 мкФ.

Конденсатор подбирают так, чтобы выполнялось условие []:

, (3.3)

где f – частота пульсаций;

R_н – сопротивление нагрузки;

C – емкость конденсатора.

При этом происходит ослабление пульсаций за счет того, что постоянная времени для разрядки конденсатора существенно превышает время между перезарядками [4].

Выразив из (3.3) величину С:

(3.4)

и подставив численные значения, получим емкость конденсатора .

Для определения коэффициента пульсации выходного напряжения воспользуемся формулой 3.5:

(3.5)

где I – средний ток нагрузки

C – емкость конденсатора

f – частота переменного напряжения в герцах

Подставив численные значения, получим q ≈ 0,2.

3.3 Регистр

В качестве регистра используется микросхема 1554ИР33, которая является микромощным скоростным 8-разрядным параллельным регистром.

3.4 Стабилизатор напряжения

В данном проекте используются стабилизаторы серий 142ЕН. Основными критериями выборов данных стабилизаторов, послужили их номинальные значения, приведенные в таблице 1 и коэффициент нестабильности по напряжению стабилизатора, влияющий на нестабильность напряжения всего ИОН, которая должна соответствовать заданию.

Емкость входного конденсатора С₁должна быть не менее 0,33 мкФ, а емкость выходного конденсатораС₂ не менее 1 мкФ [].

3.5 Делитель напряжения

Простейший делитель напряжения – схема, которая для данного напряжения на входе создает на выходе напряжение, являющееся частью входного, приведена на рисунке 5.

Рисунок 3.2 – Делитель напряжения

3.6 Источник опорного напряжения

Для получения выходных напряжений минус 8,14 В используется схема, на основе стабилизатора 142ЕН11 изображенная на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема включения 142ЕН11

Требуемый уровень выходного напряжения, указанного в задании, устанавливается резисторами R1 и R2 []. Для первого источника выходное напряжение должно быть минус 8,14 В. Следовательно U_вых варьируется между минус 8,123 и минус 8,156. Для стабилизатора серии 142ЕН11 U_вых рассчитывается по формуле 3.6 [].

(3.6)

Следовательно:

(3.7)

U_обр – образцовое напряжение, формируемое внутренним источником микросхемы, для данного стабилизатора U_обр = -1,25 В, а резистор R1 = 120 Ом []. Подставив значения получим, что при выходном напряжении минус 8.123 R2 = 659 Ом, а при минус 8.156 R2 = 663 Ом.

Для получения выходных напряжений 15,4 В и 4,5 В (второй и третий источник) используется схема, на основе стабилизаторов 142ЕН8А – во втором источнике и 142ЕН5А – в третьем источнике, изображенная на рисунке 7.

Рисунок 3.4 – Схема включения стабилизаторов 142ЕН8А и 142ЕН5А

Требуемый уровень выходного напряжения, указанного в задании, устанавливается резисторами R1 и R2 []. При данном включении таких стабилизаторов, сопротивление резистора R2 вычисляется по формуле 3.8 [].

(3.8)

U_вых – выходное напряжение источника;

U_выхст – выходное напряжение стабилизатора, для стабилизатора 142ЕН8А оно равно 9 В, а для 142ЕН5А равняется 5В;

I_п – ток потерь микросхемы, для обоих стабилизаторов он равен 10 мА;

R1 = 300 Ом [].

Подставив в формулу 3.8 численные значения, получим, что в третьем источнике опорного напряжения при выходном напряжении 15,37 В сопротивление резистора R2= 210 Ом, при выходном напряжении 15,43 В сопротивление резистора R2 = 212 Ом; в четвертом источнике опорного напряжения при выходном напряжении 4,49 В сопротивление резистора R2 = 22,5 Ом, при выходном напряжении 4,51 В сопротивление резистора R2 = 45 Ом.

Так же в четвертом источнике опорного напряжения, стабилизатор выдавал напряжение выше указанного в задании, понизили его двумя диодами по 0,7 В.

Во всех источниках регулировка выходного напряжения осуществлялась за счет регулируемого резистора R2 соответственно.

Нестабильность напряжения источников, рассчитывается по формуле 3.9

(3.9)

К_u – коэффициент нестабильности по напряжению стабилизатора;

У стабилизаторов 142ЕН11, 142ЕН8А и 142ЕН5А К_u = 0,05. Подставив значения выходных напряжений, указанных в задании и коэффициенты соответствующих стабилизаторов, получим значения нестабильности, указанные в таблице 1.

Выходное сопротивление источников рассчитывалось по формуле (3.10)

(3.10)

К_I – коэффициент нестабильности по току стабилизатора

Таблица 3.1 – Номинальные значения

	142ЕН11	142ЕН8	142ЕН5
Uвх, В	5…45	11,5…35	7,5…15
Uвых, В	1,2...37	8,73…9,27	4,9…5,1
∆U