Расчет преобразователя средневыпрямленных значений (ПСЗ)

В ЭВ для измерения напряжения синусоидальной формы используются пассивные формы ПСЗ, которые включаются в цепь ООС усилителя, что позволяет значительно уменьшить влияние нелинейности и нестабильности характеристик диодов на работу схемы, стабилизировать коэффициенты передачи схемы и линеаризовать её амплитудную характеристику.

Схема пассивного ПСЗ, выполненного по двухполупериодной мостовой схеме, включенной в цепь ООС операционного усилителя представлена на рисунке 3.5.1

Рис. 3.5.1 ПСЗ

В качестве измерительного механизма РА выбран магнитоэлектрический микроамперметр типа М2027-2 класса точности 1% с током полного отклонения и внутренним сопротивлением .

Для уменьшения влияния температуры последовательно с ним ставится добавочное сопротивление, номинал которого в 5..10 раз больше внутреннего сопротивления. Зададимся [кОМ]

У микросхемы ОУ амплитуда выходного напряжения U_выхОУ при минимальном сопротивлении нагрузки не превышает 10-12 В. Следовательно I_выхОУ составляет при этом 5-6 мА и выбираем диоды ток которых I_пр не превышает этих значений.

(3.5.1)

Поскольку усилитель ЭВ должен работать в полосе частот от 20 Гц до

10 МГц выбираем микросхему К574УД3 её характеристики R_н=10 кОм, U_выхОУ=10 В, f₁=15 МГц, I_вых=5 мА. Примем I_выхОУ= I_пр=1 мА. Выбираем диод Д311. По вольт амперной характеристики диода при I_пр=1 мА находим U_пр=0,05 В, R_пр=50 Ом

[мкФ] (3.5.2)

[мкФ] (3.5.3)

Эквивалентна схема детекторной цепи на рисунке 3.5.2

Рис. 3.5.2

Измеряемый ток любой формы вызывает отклонение подвижной части магнитоэлектрического измерительного прибора, пропорциональное средневыпрямленному значению тока.

[мкА] (3.5.4)

Для данной схемы R₃₇=R₄₀

(3.5.5)

Откуда R₃₇=R₄₀=4,12кОм

Для уменьшения шунтирующего действия входного сопротивления ОУ на аттенюатор примем R₃₃=18 кОм

С учетом известного минимального предела измерения вольтметра U_н=U_вх найдем входной ток ОУ DA5 I_вх=I_ос, U_н=1,8 В, R₃₃=18 кОм тогда

[А] (3.5.6)

, (3.5.7)

Пусть R35=100 кОм из формул 3.5.4 находим R₄₁=100 Ом

R33: С5-35В-18 кОм ± 5%;

R34: МЛТ-0,125-10 кОм ± 10%

R35 C2-14-0,25-22-100 кОм ± 0,5%

R36: МЛТ-0,125-100 кОм ± 10%

R37, R40: С5-36В- 4,2 кОм ± 5%

R38: МЛТ-0,125-10 кОм ± 10%

R39: МЛТ-0,125-5 кОм ± 10%

R41: Р5-101- 100 Ом ± 5%

VD3, VD4: Д311 0,05 B

С10: К10-50В-100нФ ± 10%

С11: К22-5- 2 мкФ ± 10%

Дата добавления: 2015-10-24