5.8 Расчет и обоснование блока линейного усилителя
На рисунке 5.18 изображена схема линейного усилителя.
Рисунок 5.18 – Схема линейного усилителя
Микросхема ТА741 не критична к напряжению питания и эффективно работает в диапазоне Un от плюс 5 до 12 В. Для нейтрализации наводок и помех по питанию необходимы конденсаторы-фильтры С2 и С3. Если в этой схеме установить переменный резистор с линейной характеристикой, то получится усилитель входного сигнала с регулируемым коэффициентом усиления.
Сопротивления резисторов R1 и R2 определяют входное сопротивление усилителя. Изменяя сопротивление резистора обратной связи R4, можно добиться максимального ослабления сигнала при максимальном сопротивлении резистора R3 (когда R3 = R4), регулирующего коэффициент усиления. При регулировке переменного резистора R3 от максимума до нуля коэффициент усиления изменяется от нуля до R4/(R1 + R2) без изменения значения постоянного тока на выходе. Номинал подстроечного резистора R3, выберем равным 100 кОм.
R2 - резистор на 47 кОм. Можно выбрать любой, лишь бы ток через делитель был раз в 100..200 больше входного тока ОУ. Однако слишком большой ток делителя снижает время жизни источника питания.
Резисторы R1 и R4 выберем равными 1 кОм 50 кОм соответственно. Выбор номиналов зависит от того, какой необходимо получить коэффициент усиления.
Ku = R4/R1 (5.48)
Ku = 50/1=50 (5.49)
Конденсатор С1 является разделительным. Он позволяют отделить усилительный каскад по постоянному току от источника входного сигнала.
Емкость
разделительного конденсаторов выбирают
такой, чтобы его сопротивление на самых
низких усиливаемых частотах, было
меньше входного сопротивления последующего
каскада или, оконечной нагрузки по
крайней мере в 5-6 раз; тогда его
сопротивлением для усиливаемых переменных
сигналов можно пренебречь. Емкость
выбирают из соотношения: С
1000
/ FН ·
RВХ,
где RВХ –
входное сопротивление последующего
усилительного каскада или нагрузки
(кОм). При среднем значении Rвх
1кОм
в усилителе (FН=100Гц)
емкость С ≥ 1000 / 100·1 = 10 мкФ. То есть
емкость конденсатора С1
примем равной 10мкФ.
C2,С3 - фильтры по питанию ОУ, электролитический 100 мкФ/6,3В и керамический 0,1 мкФ и соответственно[23].
В схеме используются постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, переменный резистор R3 типа СП5-2В (многооборотистый), оксидные конденсаторы TESLA или К50-12, К50-6, К73-10.
Микросхема ТА741 была подробно описана выше.
5.9 Выбор и обоснование блока ацп
Микросхема MAX7219 предназначена для управления 8-ю семисегментными светодиодными индикаторами, либо светоизлучающими матрицами 8х8 с общим катодом. В микросхеме реализован принцип динамической индикации. Управление работой производится по трехпроводной последовательной шине. Модель MAX7221 совместима со стандартами SPI™, QSPI™, и Microwire™. Областью применения данных микросхем является построение многоразрядных индикаторов, шкальных индикаторов, графических дисплеев, управление светодиодными матрицами.
Внешний вид микросхемы изображен на рисунке 5.19.
Рисунок 5.19 – Внешний вид микросхемы MAX7219