Пример расчета сумматора на рис. 4.А
Исходные данные:
RG1 = 12 кОм; RG2 = 47 кОм; КU1 = 25; KU2 = 12; Тмакс = +40 ºС; D = 30 дБ.
Расчет:
Расчет входного резистора с максимальным значением сопротивления источника сигнала (в данном случае RG2).
Для обеспечения минимального влияния сопротивления источника сигнала на значение коэффициента усиления KU2 необходимо, чтобы входное сопротивление схемы, которое определяется сопротивлением резистора на входе ОУ, было много больше сопротивления источника сигнала. Отсюда выбираем
и
округляем до стандартного значения
Расчет резистора цепи отрицательной обратной связи:
выбираем
.
Расчет сопротивления резистора на первом входе ОУ:
выбираем
Расчет компенсирующего резистора на втором входе ОУ:
выбираем
Выбор ОУ производится с учетом условий:
,
где
- входное, выходное сопротивление и
максимальное суммарное, приведенное
ко входу, смещение ОУ;
- допустимое, приведенное ко входу,
смещение в схеме сумматора. Для сумматора
рассчитывается по эквивалентному
коэффициенту усиления
и заданному динамическому диапазону D :
,
где
- допустимое смещение на выходе сумматора;
- максимальное выходное напряжение ОУ.
Таким образом, в рассматриваемом примере должны выполняться условия:
;
.
При
этом
.
Из приложения 3
выбираем ОУ типа К140УД6 с параметрами:
Rвх=109
Ом; Rвых
=1 кОм; Iвх=10
нА;
;
Uсм=5
мВ;
.
Условия пригодности ОУ по входному и
выходному сопротивлению выполняются.
Проверим условие по напряжению смещения.
Суммарное, приведенное ко входу, смещение ОУ рассчитывается по формуле
.
Компоненты в правой части формулы:
от разницы входных токов;
от температурного дрейфа разницы входных токов;
от напряжения смещения;
от температурного дрейфа напряжения смещения.
Таким образом суммарное напряжение смещения ОУ составляет
.
Это значение меньше Uсмдоп , поэтому ОУ удовлетворяет требованию применения в схеме сумматора.
Найдем максимально допустимую амплитуду напряжений источников сигнала, полагая, что напряжение Uвыхmax формируется входными сигналами поровну:
.
.
К пункту 3.1
Упрощают заданную логическую функцию, пользуясь правилами и законами алгебры логики:
а) Инверсия
если
Х = 0, то
=
1,
если Х= 1, то = 0.
б) Логическое сложение (дизъюнкция)
Х + 0 = Х,
Х + 1 = 1,
Х + Х = Х,
Х + = 1,
0 + 0 = 0,
1 + 0 = 1,
1 + 1 = 1.
в) Логическое умножение (конъюнкция)
0 0 = 0,
0 1 = 0,
1 1 = 1,
Х 0 = 0,
Х 1 = Х,
Х = 0.
г) Переместительный закон
Х + Y = Y +Х, ХY = YХ.
д) Сочетательный закон
(Х + Y) + Z = Х + (Y + Z), (XY)Z = X(YZ).
е) Распределительный закон
X (Y + Z )= XY + XZ.
ж) Правило склеивания
Х (Х + Y) = Х; Х + ХY = Х.
з) Правило двойного отрицания
(
)
= X
и) Теорема де Моргана:
,
К пункту 3.2
Таблица истинности логической функции F составляется из всех комбинаций логических переменных (X, Y, Z, …), входящих в функцию и соответствующих этим комбинациям значений логической функции F.