2. Расчет сумматора на базе операционного усилителя
Схема параллельного сумматора для исполнения функции (выражение 2.1) приведена на рисунке 2.1:
(2.1)
Рисунок 2.1 - Схема параллельного сумматора на ОУ
Выходное напряжение параллельного сумматора формула (2.2):
,
(2.2)
где – коэффициенты усиления (весовые коэффициенты) (формула 2.3) по входам:
,
(2.3)
где – сопротивление обратной связи (резистор), – сопротивление в цепи данного входа.
По заданному значению (равному 55 кОм) и весовым коэффициентам входов определяем сопротивления для каждого входа выражения (2.4):
Входное сопротивление по инвертирующему входу (формула 2.5):
(2.5)
Входное сопротивление по неинвертирующему входу (формула 2.6):
,
(2,6)
Чтобы выровнять входные сопротивления параллельно инвертирующему входу надо включить резистор R7 так, чтобы:
Для реализации в технике примем номинальные значения сопротивлений резисторов, которые соответствуют ряду Е24.
Номиналы сопротивлений постоянных резисторов сведены к так называемым рядам резисторов, которые представляют собой результат стандартизации номинальных сопротивлений резисторов.
Значения
сопротивлений резисторов
составит 55 кОм,
составит 22 кОм,
составит 36.6 кОм,
составит 11 кОм,
составит 6.1 кОм,
составит 55 кОм,
составит 6.66 кОм.
Таблица 2.1 – Ряд резисторов Е24
Выходное
напряжение при выполнении данной
операции (выражение 2.1) будет равняться
.
При максимальном выходном напряжении
ОУ равное 10В единичное входное напряжение
(равное по всем входам) (выражение 2.7):
(2.8)
При единичном входном напряжении 100 мВ. Доля выходов составит (выражение 2.8):
;
(2.9)
Выходное напряжение сумматора (выражение 2.10):
(2.10)
Диаграмма входных и выходных напряжений параллельного сумматора приведена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Диаграмма входных и выходных напряжений
Для реализации в технике рассчитаем выходные напряжения (формулы 2.2 и 2.3) и получим следующее (выражение 2.10):
(2.11)
Рисунок 2.3 – Сравнение теоретических и расчетных выходных напряжений для параллельного сумматора на ОУ
Рассчитаем абсолютную погрешность для выходного напряжения (выражение 2.11):
(2.12)
Рассчитаем относительную погрешность для выходного напряжения (выражение 2.13):
Вывод.
В данном разделе был произведен расчет
сумматора на базе операционного
усилителя. С помощью построения диаграмм
произведено сравнение теоретических
и расчетных выходных напряжений для
параллельного сумматора на базе
операционного усилителя.
3. Расчет сумматора на базе операционного усилителя
Разработка 3д модели печатной платы сумматора на базе операционного усилителя заключение
В результате выполнения курсового проекта была произведена разработка, исследование и расчет модели сумматора на базе операционном усилителя.
Проанализирована литература по основам цифровой техники, изучены основные типы схем сумматоров и принципы их функционирования.
Были изучены типы операционных усилителей, их основные параметры и принцип работы, а также рассмотрены общие сведения и принцип работы сумматора на базе операционного усилителя.
Получены теоретические сведения о сумматорах на базе операционного усилителя и сделан расчет сумматора на базе операционного усилителя.
В результате выполнения курсового проекта была разработана модель сумматора на базе операционного усилителя и 3Д модель печатной платы сумматора на базе операционного усилителя.
ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ
Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1982. - 496 с.
Алексеев А.Г., Войшвилло Г.В. Операционные усилители и их применение. - Москва, Радио и связь, 2000. – 81 с.
1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1988. - 320 с.
3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - М.: Высшая школа, 1991.- 622с.
Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника. М.: Высшая школа, 2002. – 384 с.
Головин О.В., Кубицкий А.А. Электронные усилители. Москва, Радио и связь, 2000. – 211 с.
Болтаев А.В., Гадзиковский В.И. и др. Усилительные устройства на интегральных микросхемах. - Свердловск, издание УПИ, 2001. – 105 с.