Читать контрольная по информатике, вычислительной технике, телекоммуникациям: "Проектирование канала сбора аналоговых данных микропроцессорной системы" Страница 4

(Назад) (Cкачать работу)

Верхняя граничная частота .

Неравномерность АЧХ в полосе пропускания.Скорость спада частотной характеристики на переходном участке АЧХ.

Коэффициент передачи по напряжению в полосе пропускания.

Входноеи выходноесопротивления.

При использовании фильтров Баттерворта неравномерность АЧХ в полосе пропускания задавать не требуется, т.к. она получается минимальной.

Скорость спада выберем порядка 12 дБ/октаву.

Фильтры Баттерворта, выполненные на ОУ, имеют . Зададимся . Исходя из этого, можно определить требования к максимальной величине входного напряжения:

Входное и выходное сопротивления выберем ,

Согласующий усилитель должен обладать номинальным коэффициентом усиления разностного сигнала не менее чем

Этот коэффициент изменяется в пределах , т.е.

Коэффициент ослабления синфазной помехи должен быть не менее чем (расчет приведен выше):

Входное сопротивление выберем из соотношения:

Выходное сопротивление согласующего усилителя

. ВЫБОР И РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМЫ ОСНОВНЫХ БЛОКОВ

Согласующий усилитель выполняет несколько функций:

- усиление сигнала до максимального входного напряжения АЦП;

- ослабление синфазной помехи;

- согласование симметричных выходов датчика с несимметричными входами функциональных блоков аналогового тракта.

Расчет СУ начнем с выбора операционного усилителя (ОУ). Критериями выбора является возможность удовлетворения следующих неравенств:

Согласующий усилитель Дрейф нуля в рабочем диапазоне температур (принимается 0…80oC):

Входное дифференциальное сопротивление:

Необходимый коэффициент ослабления синфазного сигнала:

Для построения схемы согласующего усилителя будем использовать операционный усилитель КР140УД7 с такими характеристиками:

- максимальный коэффициент усиления Ku = 50000;

- коэффициент ослабления синфазного сигнала КОСС = 70 дБ;

- максимальное синфазное входное напряжение Uсинф max = 11 В;

- максимальное входное напряжение Uвх max = 12 В;

- максимальное выходное напряжение Uвых max = 11,5 В;

- напряжение питания Uп = ±15 В;

- максимальный выходной ток Iвых max = 20 мА;

- входные токи Iвх = 200 нА.

Выбранная микросхема удовлетворяет предъявленным к ней требованиям.

Для достижения наибольшего ослабления синфазной помехи коэффициент усиления первой ступени усиления на DA1, DA2 желательно брать наибольшим (т.е. реализовать на ней основное усиление сигнала), а коэффициент усиления разностного усилителя на ОУ DA3 принять равным единице. В этом случае резисторы R5÷R8 получатся одного номинала, а следовательно, облегчается их подбор по требуемому допуску и температурному коэффициенту. Расчет элементов схемы начинаем с каскада на DA3.

Зададим номиналы резисторов в пределах

где Uвх мах - максимальное входное напряжение операционного усилителя,

Iвых max - максимальный выходной ток операционного усилителя.

Выбираем номиналы R5, R6, R7, R8 равными 1 кОм. Резисторы R3 и R4 выбираем равными 20 кОм. Для определения сопротивления резистора R2, воспользуемся формулами: RSmax = 2*R3/(Kсу min -1) = 2*20*103/(10,97 -1) = 4 кОм

RSmin =

Похожие работы