Курсовая работа: Перетворювач опір - тривалість імпульсу

.

Для третього піддіапазону

, (6)

.

Струм першого піддіапазону для виключення перевантаження по струму елементів зменшимо до величини та включимо на вході ОП польовий транзистор. Крім того, для забезпечення необхідного розмаху напруги і виключення впливу наступних кіл на результат перетворення введемо на основі неінвертуючого підсилювач з коефіцієнтом передачі К = 10. Причому, на другому і третьому під діапазонах коефіцієнт передачі має дорівнювати К = 1. В якості підсилювача виберемо ОП типу LF253 з польовим транзистором на вході. Опорне джерело реалізуємо за допомогою стабілітрона типу КС133Г. Польовий транзистор вибираємо з ізольованим затвором типу IRLML6302.

2.2 Попередній розрахунок компаратора

Перетворення напруги Ux, що пропорційна опору Rx, здійснється за допомогою порівнювального пристрою – компаратора напруги. На один вхід компаратора поступає перетворювана напруга Ux, а на другий – пиловидна напруга. В момент збігу миттєвого значення пиловидної напруги з величиною напруги Ux, змінюється вихідний стан компаратора, який зберігається до закінчення пиловидної напруги. З цього слідує, що на виході компаратора формується імпульс, що пропорційний напрузі Ux, і, відповідно, значенню опору Rx. Мінімальна тривалість імпульсу на виході компаратора для чіткої її фіксації має бути не менше 1 мкс. Тому вибираємо компаратор типу LM219, що має час включення і час виключення, що не перевищує 0,08 мкс. Інші параметри компаратора приведені нижче.

Напруга Ux, що пропорційна Rx, змінюється від 0 до 10 В, тоді амплітуда пиловидної напруги теж має змінюватись від 0 до 10 В. Період повторення складає Т = 100 мкс, тобто швидкість наростання вихідного сигналу складе 0,1 В/мкс. Формування пиловидної напруги здійсним за допомогою генератора на основі інтегратора з періодичним шунтуванням ключових елементів конденсатора час заданого кола. Інтегратор реалізується на ОП типу LF253, який забезпечує швидкість вихідного сигналу не менше 12 В/мкс. З метою зменшення похибки, що обумовлена струмом витоку ключа, в якості ключа вибираємо польовий транзистор з ізольованим затвором (без захисних діодів) типу КП305Д. Для керуванням польовим транзистором застосуємо одно вібратор, що виконаний на компараторі LM219. Це дозволяє скоригувати задній фронт пиловидної напруги тривалістю менше 1 мкс. Для виключення впливу слідуючи елементів на процес формування пиловидної напруги на виході генератора включимо повторював на ОП типу LF253.

Згідно ТЗ, амплітуда вихідного імпульсу має бути не менше 30 В на опорі навантаження 10 Ом (струм в навантаженні більше, або дорівнює 1,5А), а также враховуючи той факт, що мінімальна тривалість імпульсу складає 1 мкс, застосуємо в якості відповідного каскада стоковий повторював на польовому транзисторі з ізольованим затвором. Це дасть можливість узгодити навантаження з виходом компаратора і отримати малі тривалості фронтів виходного імпульса. В якості активного елемента стокового повторювача вибираємо транзистор типу IRLL2203.

2.3 Попередній розрахунок та вибір активних елементів підсилювача потужності

, (7)

,

,

,

=30В.

Розрахуємо граничну частоту:

, (8)

=1 мкс ,

, (9)

=1/100 мкс

=100 МГц (10)

2.3.1 Вибір операційного підсилювача

Основним критерієм при виборі ОП є малий температурний дрейф ОП, великий вхідний опір та частотні властивості.

Вибираємо ОП типу LF153.

Основні параметри ОП:

- напруга живлення, ємність конденсатора;

- напруга зміщення;

- максимальний вхідний струм;

- різниця вхідних струмів;

- вхідний опір;

- напруга зсуву;

- швидкість наростання вихідної напруги;