Расчет инвертирующего ОУ

2.5 Расчет инвертирующего ОУ

 

Для инвертирования сигнала второго канала используем инвертирующий операционный усилитель.

Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:

Принимаем .

2.6 Расчет операционного усилителя, выполняющего вычитание сигналов

 

Для вычитания сигнала третьего канала из второго, используем операционный усилитель.

Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:

Принимаем ,

 

2.7 Расчет дифференциатора на ОУ

 

Для дифференцирования сигнала второго канала с постоянной времени τ= 0.0046с используем дифференциатор на базе операционного усилителя.

Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:

.

Отсюда  и  выбираем из условия .

Принимаем ,  .

 

2.8 Расчет интегратора на ОУ

 

Для интегрирования сигнала первого канала с постоянной времени τ= 0.0046с используем интегратор на базе операционного усилителя.

Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:

.

Отсюда  и  выбираем из условия .

Принимаем , .

 

2.9 Расчет сумматора на ОУ

 

Для сложения сигналов интегратора первого канала и пятого канала используем сумматор выполненный на базе операционного усилителя К140УД6Б.

Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:

Резисторы , , R4, выбираем из условия

Принимаем .

 

2.11 Расчет компаратора

 

Компаратор должен обеспечивать на выходе уровень логического нуля для ТТЛ или КМОП при U_вхÎ[-1;0.55] В и уровень логической единицы при U_вхÎ[0.55;3] В.

Для обеспечения этого условия необходимо подать на инвертирующий вход напряжение , а на неинвертирующий вход подать U_вх (выходное напряжение операционного усилителя).

Рассчитываем делитель напряжения  и .

Пусть через резистор  протекает ток;

;

 

Недостатком компаратора является то, что уровни выходных напряжений, определяемые напряжениями источников питания, обычно не соответствуют логическим уровням цифровых ИМС. Это затрудняет их совместную работу, и требуется специальное согласующее устройство, преобразующее выходные уровни компаратора в логические уровни цифровых ИМС. В данном компараторе необходимо поставить на выходе стабилитрон (обратно включенный), который будет подключен к общей точке. Возьмем стабилитрон КС147А, для которого  При подключении этого стабилитрона отрицательное напряжение будет проходить через него как через обычный диод, а при превышении положительным напряжением величины напряжения стабилизации он будет открыт в обратном направлении и напряжение на выходе не превысит уровня логической единицы для ТТЛ.

Компараторы следует выполнить на операционном усилителе К140УД6 – Для I –IV каналов, и К140УД6Б – для пятого канала