|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы  ЮО Ом .уегумироВма смещения Off- ЮнГц, прямоугольное 0р22А-Нолебание с раз- oV-isr махом J В  0,1 мкФ Рис. 2.45. Прецизионный преобразователь частота - напряжение. ния времени срабатывания не происходит. Простой способ уменьшения времени срабатывания состоит только в увеличении частоты среза фильтра нижних частот. Однако это будет приводить к возрастанию амплитуды пульсаций выходного сигнала. Например, при Ci = 0,1 мкФ ц. Rb - 100 кОм напряжение пульсаций выходного сигнала будет составлять приблизительно 100 мВ, а время срабатывания - около 10 мс. Для снижения выходных пульсаций можно дополнительно профильтровать выходное напряжение, но при этом еще больше возрастет время срабатывания. 2.4а. Общие указания по применению ИС 4151 ИС типа 4151 можно запрограммировать для работы с полномасштабной частотой в любом месте диапазона частот от 1,0 Гц до 100 кГц. В случае реализации преобразования напряжение - частота и при использовании соответствующего масштабирования можно допустить почти любое полномасштабное входное напряжение от 1 В и выше. При выборе номиналов внешних элементов для получения любой требуемой полномасштабной частоты полезны следующие рекомендации: 1. Выбрать (Rs = 14 кОм или использовать постоянный резистор 12 кОм и потенциометр 5 кОм. 2. Выбрать Т = l,lRoCo - 0,75(1 о), где /о -требуемая полномасштабная частота. Для обеспечения оптимального рабочего режима следует выбирать 6,8 < /?о < 680 кОм и 0,001 < Со < < 1,0 мкФ. 3. а. Для изображенной на рис. 2.39 схемы выбрать Св == - 10-2(l/fo) Ф- Меньшим значениям конденсатора Св будет соответствовать меньшее время срабатывания, но при этом также возрастут сдвиг частоты и нелинейность. б. При использовании активного интегратора выберем С\ = = 5-10-(1 о) Ф- Интегратор на ОУ должен иметь скорость нарастания по крайней мере не ниже 135-10-*(1/Ci) В/с, где номинал конденсатора Су подставляется в фарадах. 4. а. Для изображенной на рис. 2.40 схемы оставить без изменения номиналы резисторов и R, а также для задания требуемого полномасштабного входного напряжения использовать входной аттенюатор. (Для обеспечения минимального смещения Rg = Rb). б. Для более точной разновидности данной схемы установить Rb - V/o/100 мкА, где Vw - полномасштабное входное напряжение. Вместо этого при полномасштабном входном токе Iw ==. = 100 мкА в качестве токового входа можно использовать инвертирующий вход (точка суммирования) операционного усилителя. 5. Для преобразователей частота - напряжение выбрать номинал конденсатора Св или Ci, обеспечивающий оптимальный компромисс между временем срабатывания и величиной выходных пульсаций для каждого конкретного варианта. Пример 2.8. Расчет преобразователя частота - напряжение. Требуется спроектировать преобразователь частота - напряжение, напряжение питания которого равно 8 В, а полномасштабная входная частота сигнала составляет 750 Гц. Выходной сигнал должен достигать 63 % окончательного значения за 200 мс. Определить величину выходных пульсаций. Решение. Используем приведенную на рис. 2.45 обобщенную структуру. Выберем Rs = Ы кОм. Определим постоянную времени одновибратора исходя из правила 2 рекомендаций: Т = l.lRoC = 0,75 (1 о) = I мс. Выберем Ro = 9,1 кОм и Со = 0,1 мкФ. Поскольку схема должна фзнкциони-ровать при напряжении источника питания 8 В, выберем напряжение выходного полномасштабного сигнала равным 5 В. Исходя из общих указаний (п. 46), R = (5В)/(100 мкА) = 50 кОм Выходная постоянная времени Xr 200 мс; следовательно, Св < Xr/Rb =1 .= (200-10~=)/(50-10) = 4 мкФ. Величина пульсаций в наихудшем случае составит V = T [I/C) = (1 мс) • (135 мкА)/(4 мкФ) w 34 мВ. 2.5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ НА ОУ Существует множество схемных функций, которые можно реализовать с помощью операционных усилителей и нескольких внещ-них элементов. Поскольку реализация многих из этих функций производится только в виде гибридных микросхем, а не в полностью интегральном виде, необходимо подробно ознакомиться с принципом их функционирования. Это поможет разработчику грамотно ориентироваться при выборе дискретной или гибридной разновидности схемы, с тем чтобы получить наиболее эффективное решение либо в некоторых случаях остановиться на компромиссном варианте. 2.5а. Прецизионные выпрямители В ряде случаев в аппаратуре требуется обеспечить функционирование диода согласно его идеальной передаточной функции. Следовательно, в зависимости от полярности прикладываемого напряжения он должен представлять собой либо разомкнутую, либо короткозамкну-тую цепь. Это особенно важно При построении презиционных выпрямителей и схем выделения абсолютного значения. При использовании диодов в качестве однополупериодно-го или двухполупериодного выпрямителя получаемый на ьыходе сигнал отличается от идеального значения. Такое отклонение связано с видом диодной характеристики, которая показана на рис. 2.46. Таким образом, при использовании в однополупериодном выпрямителе неидеального диода выходной сигнал смещен на напряжение «включения» диода.. На рис. 2.47 приведен вид такого выходного сигнала. Влияние зтого остаточного напряжения можно исключить, если исполь-  Рис. 2.46. Диодная характеристика. Идеальная кривая (/); реальная диодная кривая (2). 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |