Расчет дифференциатора.

Пример 1. Определить рабочий диапазон частот дифференциатора по схеме на рис. 9.19., с заданными параметрами:

Рис. 9.19. Базовая схема дифференциатора

1. Конечное значение собственного коэффициента усиления ОУ приводит согласно

к ограничению верхней рабочей частоты дифференциатора

2. Для определения частоты, с которой начинает сказываться ограниченность собственной полосы пропускания ОУ, приравняем модули передаточных функций идеального дифференцирующего звена и ОУ

Тогда

Решая полученное выражение относительно , найдеми

Пример 2. Определить значение выходного напряжения суммирующего дифференциатора по схеме на рис.9.20 с заданными : U_вх1; U_вх2; U_вх3; C₁; C₂; C₃; R; ω;

Рис.9.20 Схема трехвходового суммирующего дифференциатора.

Находим

Расчет источника напряжения

Разработать источник напряжения с заданными : VD-2C175K1;U_ВЫХ; I_H.

1. Для согласования параметров нагрузки и стабилитрона необходимо использование ОУ.

Воспользуемся схемой на рис.9.21.

Рис.9.21 Схема источника постоянного напряжения, выполненная на основе инвертирующего усилителя.

2. Выбираем тип ОУ.

3. Выбираем ток стабилитрона I_CT.

Тогда

R_CT=(U_П-U_CTO)/ I_CT.

4. Коэффициент передачи ОУ равен

К_U=U_ВЫХ/U_CTO.

5. Задаём ток резистора R_ВХ=U_CTO/0.1I_CT.

6. R_КОР=R_ВХ*I+(R_CTr_CT)/(R_CT+r_CT),

где r_CT- дифференциальное сопротивление стабилитрона в области обратного пробоя.

7. Определяем b_ос=R_ВХ/(R_ВХ+R_ОС).

8. Нестабильность выходного напряжения ∆U_ВЫХ=R_ВЫХ∆I_H.

9. 8. Расчет звеньев фильтра типа .

1) Исходя из назначения фильтра выбирают сопротивление нагрузки ; граничную частоту; задают величину ослабления в полосе задержания

2. Для согласования фильтра с нагрузкой принимают характеристическое сопротивление равным сопротивлению нагрузки, тогда

3. Определяют индуктивность и емкость звена фильтра

Индекс р обозначает расчетные значения.

2. Изображают схему рассчитываемого Т- или П- звена и обозначают рассчитанные значения на схеме, например, ()

Рис.9.22. Т-звено типа . рис. 9.23. П-звено типа.

2. Рассчитывают и строят график частотной характеристики затухания в полосе задержания

3. Рассчитанное значение сравнивают с заданным и если оно меньше, то используют дополнительноm- звено.

4. Рассчитывают и строят график частотной зависимости характеристического сопротивления рассчитываемого Т- или П- звена

9. 9. Расчет звеньев фильтра типа m.

1. Выполняют расчет звена прототипа, т. е. звена типа ,по методике «Расчет звеньев фильтра типа ».

2. Выбирают значение параметра m.

3. Определяют частоту бесконечного затухания.

4. Изображают схему Т- или П- звена фильтра типа m.

Рис. 9.24. Т-звено фильтра типа m. Рис. 9. 25. П-звено фильтра типа m.

На рисунке 9. 24 и 9. 25 обозначено и- рассчитанные в пункте 1 индивидуальность и емкость -звена.

5. Полученные в пункте 1, значения индуктивности и емкостизвена типа пересчитывают в индуктивность и емкость звена типа m. Пересчитанные значения обозначают на схеме.

6. Рассчитывают затухание в заданной полосе частот.

7. Рассчитывают характеристическое сопротивление в заданной полосе частот.

8. Изображают и анализируют графики частотной зависимости затухания и характеристического сопротивление рассчитанного фильтра.

Пример. Рассчитаем элементы звена фильтра типа m с заданной частотой среза, отклонением характеристического сопротивления от его номинального значения для рабочей полосы частот. А также рассчитаем затухание в полосе частот, если заданно сопротивление нагрузки.

1. Выбираем m.

2. Используя данные элементы фильтра нижних частот типа ,определим значение элементов фильтра типа m. Выбираем П- образное последовательно- производное звено. Элементы этого звена определяем по формулам:

3. Для расчета затухания фильтра определим частоту бесконечного затухания:

Задавшись различными значениями от 1 до 2, определим затухание фильтра в полосе частот отдо. Для этого необходимо, определить при различных значенияхзначения выражения:

а затем по таблице ch определим затухание в полосе от =1 до=1,25 и по таблицеsh- в полосе от =1,25 до=2. Данные вычисления и вычисления значения затухания звена заносим в таблицу 1.

Таблица 1

4. Определим характеристическое сопротивление фильтра по формуле :

Для этого, задавшись различными значениями в полосе частот, вычислим характеристическое сопротивление. Вычисленные значения занести в таблицу 2.

Таблица 2.