Расчет RC-генератора на ОУ

На рис 2. изображена принципиальная схема RC-генератора на операционном усилителе.

Рис. 2. Схема: RC-генератор

RC-генераторы - линейные электронные осцилляторные схемы, которые генерируют синусоидальный выходной сигнал. Схемы RC-генераторов бывают с линейной и нелинейной отрицательной обратной связью (ООС).

Исходными параметрами для расчета RC-генератора являются:

F [Гц] - частота генерируемого напряжения,

Um [B] - амплитуда выходного напряжения,

Imw [A] - амплитуда тока в цепи положительной обратной связи (мост Вина),

Ims [A] - амплитуда тока в цепи отрицательной обратной связи (R3, R4),

К1or - коэффициент усиления неинвертирующего усилительного каскада.

По условию частота генерации F = 40кГц.

Рассчитаем необходимые для генерации тока заданной частоты параметры схемы:

При выполнении автогенератора на ОУ сопротивление нагрузки, как правило, Rn=250кОм У ОУ широкого применения максимальный выходной ток Iou=(15 - 25) мА, поэтому можно в цепях обратной связи использовать токи Imw=Ims=1 мА.

Заданная амплитуда Um определяет напряжение Up питания ОУ: Up=Um+(1-2) B.

Выберем Um=13В, поскольку Up=15В.

Для автогенератора с мостом Вина, у которого R1=R2, C1=C2, коэффициент усиления К1 неинвертирующего каскада должен быть более 3-х. Выберем К1or=3.1.

На частоте генерации fо усилительный каскад не должен вносить частотные искажения. Для устранения линейных искажений его верхняя граничная частота Fu выбирается равной (5 -10)*fo.

Гц

Отсюда ОУ должен иметь частоту единичного усиления f1ou:

ou=6.2*105 Гц

Максимальная скорость Vg изменения генерируемого напряжения определяется амплитудой Um и частотой fo: Vg=3,267*106 В/с.

Для устранения нелинейных искажений максимальная скорость Vou изменения выходного напряжения ОУ обязана быть выше Vg:

=5*Vg=1.634*107 В/с

По частоте единичного усиления f1ou и максимальной скорости изменения Vou выходного напряжения выбирается тип ОУ, напряжение его питания по (1). Заданным условиям удовлетворяет ОУ LМ318

Выбранный ток Imw в мосте Вина и заданная амплитуда напряжения Um определяет ориентировочную величину используемых в нем резисторов Ror

=6.128 кОм

Для генерации заданной частоты fo тогда следует использовать в мосте Вина конденсаторы с ориентировочной емкостью Сor:

Ф

Далее выберем по стандартному ряду E12 ближайшую величину.

С=6.2*10-9 Ф

После выбора по ряду номинала конденсаторов С1 и С2 скорректируем величины резисторов R1 и R2:

Ом

Далее выберем по стандартному ряду E12 ближайшую величину.

С=6.2*10-9 Ф

После выбора по ряду номинала конденсаторов С1 и С2 скорректируем величины резисторов R1 и R2:

Ом

Далее выберем по стандартному ряду E12 ближайшую величину.

R=6.8*103 Ом

По выбранном к току Ims в цепи отрицательной обратной связи и заданной амплитуде Um выходного напряжения вычислим ориентировочную величину суммарного сопротивления Rs:

Исходя из выбранного коэффициента усиления К1or, определим ориентировочные величины сопротивлений R3or и R4or:

or=8.806 к Ом R4or=4.194 кОм=7.5 кОм R4=3.6 кОм

Номиналы элементов схемы:

R1=6.8*103 Ом;

R2=7.1*103 Ом

R3=7.5*103 Ом;

R4=3.6*103 Ом;

Другие стьтьи в тему

Радиорелейные и спутниковые системы передачи информации
Радиосистема передачи, в которой сигналы электросвязи передаются с помощью наземных ретрансляционных станций, называется радиорелейной системой передачи. На частотах ОВЧ- и СВЧ-диапазона надежная связь с низким уровнем помех может быть получена только в условиях прямой видимости ме ...

Разработка схемы приоритетов прерываний
Для обеспечения перехода от одной программы к другой в мультипрограммной ЭВМ вводится так называемый режим прерывания программ. Прерывание программы - способность процессора прекращать выполнение текущей программы и её управление при возникновении определенных условий. Сигналы, вызы ...