Исходные данные для расчёта.

1. По результатам расчёта V2=f(t) установлено, что t0 соответствует V0 = 5 В.

2. Выходное сопротивление усилителя Ry = 1000 Ом.

3. Напряжение управления нагревателем Vн = 1 В.

4. Ток управления нагревателем Iн = 10 мА.

Задание для проведения расчёта.

1. Подобрать подходящую микросхему компаратора (возможно использование операционного усилителя).

2. Определить номиналы и тип дополнительных элементов.

3. Составить спецификацию элементов.

На рисунке 8 представлена схема электрического принципиального устройства – компаратор, выполненного на базе микросхемы.

10

Подходящую микросхему–компаратор можно выбрать из большого числа серий микросхем, например К 554, К 521, К 597, а также других. Микросхема–компаратор в своём обозначении содержит символы СА, например К 597 САЗ.

Возможно в качестве микросхем–компаратора использование микросхем–операционных усилителей практически всех серий – К 140, к 153, К 551, К 553, например К 140 УД 8Б.

Микросхема-компаратор выбирается из условий:

Еп ≥ 2V0, Iвх ≤ I2

Eп ≥ V3, Iвых > I3

По справочнику (4) микросхема К 554 СА1 по всем параметрам, но для неё:

Еп = ±5 В < 2V0 = 10 В,

cледовательно она нас не удовлетворит.

По справочнику (4) подходящей является микросхема К 554 СА3, для которой:

Еп = ±15 В > 2V0 =10 В

Iвх = 0.1 мкА < I2 = V0/Ry = 5 мА

Еп = ± 15 В > V3 =3 В

Iвых = 16 мА > Iн = 10 мА

Кроме того, Iпм+ = 12 мА – ток потребления микросхемы от положительного источника питания; Iпм- = 10 мА – ток потребления микросхемы от отрицательного источника питания.

Величина установки V0 задаётся делителем R1, R2. При этом желательно, чтобы приведённые сопротивления по обоим входам были равны, т. е.:

Rу = R1 || R2 = R1R2/(R1 + R2), но

R1/R2 = (Eп - V0)/V0 = 2, значит

R1 = 2R2.

Отсюда

Ry = 2R2 R2/ 3R2 = 2R2/3, поэтому

R2 = 3Ry/2 = 1,5 кОм,

R1 = 3 кОм

11

Ориентируясь на ряд Е 24 ГОСТ 2825-87, определяем ближайшие номиналы:

R1 = 1,5 кОм;

R2 = 3 кОм;

Мощности, рассеиваемые резисторами, определим как:

Р1 = (Eп - V0)( Eп - V0)/R1 = 0,066 Вт;

Р2 = V0V0/R2 = 0,008 Вт.

По каталогу 11 выберем к установке резисторы:

R1 – ОМЛТ-0,125-1500 Ом ± 20%;

R2 – ОМЛТ-0,125-3000 Ом ± 20%;

При срабатывании компаратора имеет место

V3 = VП = 15 В,

однако по заданию необходимо напряжение

VН = 3 В

следовательно необходимо делить напряжения.

Величины сопротивлений определим исходя из максимального выходного тока микросхемы

Iвых = 16 мА.

R3 = (Eп - Vн)/Iвых = 14/16 = 875 Ом;

R4 = Vн/(Iвых – Iн) = 1/6 = 166 Ом;

Ориентируясь на ряд Е 24 ГОСТ 2825-87, определяем ближайшие номиналы:

R3 = 910 Ом;

R4 = 160 Ом;

Рассеиваемые ими мощности определим как:

Р3 = (Eп - Vвых)( Eп - Vвых)/R3 = 0,215 Вт;

Р2 = VвыхVвых/R4 = 0,056 Вт.

12

По каталогу 11 выберем к установке резисторы:

R3 – ОМЛТ-0,125-910 Ом ± 20%;

R4 – ОМЛТ-0,125-160 Ом ± 20%;

Общий ток потребления устройства складывается из потребления делителя R1,R2 и микросхемы

Iпотр = Iд + Iпм+ - Iпм- = 56 + 12 +10 = 76 мА

Номиналы цепи балансировки нуля R5, R6 выбираем из рекомендованных справочником микросхему.

Рассчитанные элементы компаратора сведены в табл.1.

Таблица 1

Обозначение	Наименование	Тип	Кол-во
DA1	компаратор	К554СА3	1
R1	резистор	ОМЛТ-0,125-1,5 кОм	1
R2	резистор	ОМЛТ-0,125-3 кОм	1
R3	резистор	ОМЛТ-0,125-910 Ом	1
R4	резистор	ОМЛТ-0,125-160 Ом	1
R5	резистор	ОМЛТ-0,125-100 Ом	1
R6	резистор	СП5-2-0-1 кОм	1

13