Оглавление.

		Техническое задание	4
		Введение	5
1		Проектирование измерительного устройства	7
2		Расчет логической части	12
3		Проектирование цифрового частотомера	16
4		Проектирование блока питания	19
		Список литературы	21
		Приложение 1	22
		Приложение 2	25
	Приложение 3		27

Техническое задание

Спроектировать электронное устройство, в состав которого входит измерительный усилитель тока, выходной сигнал которого подключается к одному из двух входов; устройство для измерения частоты сигнала, усиливаемого усилителем; а также вторичный источник напряжения их питания. Выбор выхода осуществляется электронным переключателем, управляемым от логического блока. Если выполняется заданное логическое уравнение, то выход усилителя подключается к выходу 1. Если оно не выполняется, то к выходу 2. Сигналы, управляющие логическим блоком имеют значения a, b, c, d. Электронное устройство питается от промышленной сети U=220В10%, 50 Гц.

Параметры усилителя:

Коэффициент усиления тока KI	75
Диапазон рабочих частот, Гц	50-6000
Максимальная погрешность коэффициента усиления тока в рабочем диапазоне частот не более, %	0,5
Входное сопротивление, Ом	0,2
Погрешность входного сопротивления, %	1,5
Диапазон значений выходного тока усилителя, Im, мА	-10...+10
Минимально допустимое выходное сопротивление, Ом	104
Разрядность цифрового индикатора частоты	4
Время индикации, с	12
Уровни напряжений a, b ,c ,d ;B	0;10
Напряжение питания, В	220
Частота, Гц	50

Введение

Операционный усилитель (ОУ) - это усилитель электрических сигналов, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми величинами при работе в схеме с отрицательной обратной связью.

Проектируемый усилитель имеет непосредственные связи, и строится на базе интегральных ОУ. Особенностью проектирования аналоговых электронных устройств является то, что одинаково правомерны различные подходы и разная последовательность проведения операций расчета. При этом требуемые характеристики могут быть получены при использовании различных структурных схем, а также при других параметрах элементов в идентичных схемах.

Основной тенденцией в проектировании современных электронных устройств является широкое использование типовых электронных функциональных микроузлов - интегральных микросхем. Когда заданные в технических условиях параметры и характеристики невозможно обеспечить с помощью интегральных микросхем, следует дополнить их схемами, выполненными на дискретных компонентах. Экономически целесообразным может оказаться разработка специальных микросхем частного применения, которые дадут возможность получить требуемых характеристики преобразования.

Выбор структурной схемы усилителя

Рис.1

1. Проектирование измерительного усилителя

Чтобы усилитель обеспечивал характеристики, требуемые техническим заданием, его необходимо разделить на три составные части: входной каскад, который будет обеспечивать требуемые входные характеристики, необходимое усиление, и согласовывать с источником сигнала. Промежуточный каскад, обеспечивает полосу рабочих частот, он состоит из полосового фильтра, который будет обеспечивать нужное усиление; выходной каскад, который будет задавать требуемые выходные характеристики и согласовывать с нагрузкой.

1.1. Проектирование входной части усилителя

В качестве операционного усилителя используется 140УД22.

Параметры этой микросхемы представлены в приложении 1.

Входное сопротивление схемы определяется резистором R₀, следовательно,R₀ = 0,2 Ом. Из технического задания оценим допустимое изменение входного сопротивления:

Найдем значение сопротивления резистора R₂. Для этого исходим из того, что изменение коэффициента усиления в заданной полосе частот не изменяет значение больше чем на 0,003Ом.

Ом

Используем ЛАЧХ усилителя из приложения 1 для оценки коэффициента усиления на граничных частотах.

K_yu(6000) = 1000 = 60 дБ

K_yu(50) = 25120 = 88 дБ

Возьмем схему инвертирующего усилителя.

Рис.2

Возьмем R1=20000 Ом, R2=60000 Ом

Резистор R₃ введен для уменьшения дифференциального постоянного сигнала, который появляется на входе микросхемы при температурном изменении токов.

, из ряда номиналов R₃=15000 Ом.

Так как усилитель инвертирующий, то коэффициент усиления равен

.

Оценим погрешность K_U входной части в рабочем диапазоне частот.

K1(50) = 2,999; K1(6000) = 2,998;.