МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)


Факультет «Институт непрерывного образования»

Кафедра «Автоматизации предприятий связи»



КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: Аналоговые устройства автоматики

Вариант 7

		Выполнил студент группы		ПБ-11з
		Федоров А.А..
		Фамилия И. О.
		Руководитель
оценка			уч. Степень, уч. Звание
дата, подпись		Фамилия И. О.

Санкт-Петербург

2023

Задача №1 Расчёт выпрямителя Рассчитать выпрямитель, обеспечивающий в нагрузке напряжение U0 при токе I0. Коэффициент пульсаций напряжения в нагрузке – не более КП(%). Произвести обоснованный выбор схемы выпрямителя и её элементов. Конструктивный расчет трансформатора и дросселя фильтра не производить. Построить внешнюю характеристику выпрямителя и нарисовать принципиальную схему спроектированного выпрямителя.

---

Вариант – 7

Мостовая схема строится на одной вторичной обмотке трансформатора. Помимо достоинств, характерных для основной схемы, мостовая схема позволяет снизить габаритную мощность трансформатора, не требует вывода средней точки вторичной обмотки.

К недостаткам мостовых схем относится снижение выпрямленного напряжения и увеличение выходного сопротивления из-за последовательного включения вентилей.

Так как выпрямленная мощность невелика, а требования к пульсациям высоки, выбираем мостовую схему выпрямления(рис.1).



Рис.1
Входные данные: U0 – 9 В, I0 – 7 A, Кп – 0,6.

Независимо от полярности напряжения на входе, полярность на нагрузке постоянная, а ток в нагрузке течет в одном направлении. Таким образом, схема преобразует входное переменное напряжение в пульсирующее постоянное напряжение (рис. 2).


Рис.2
Расчёты элементов схемы:

Id=0.5*I0=3.5A.

Величина максимального обратного напряжения диода:

Udmax=0.5Pi*U0=0.5*3.14*9=14.13 В.

В качестве диода выбран – STPS2L25U со следующими характеристиками:

Максимальное обратное напряжение диода: 25 В

Прямой ток диода (средний): 2 А

Прямое падение напряжения: 450 мВ

Обратный ток диода: 90 мкА

Рассчитаем действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора:

U2=1.11*U0=1.11*9=9.99 B.

Мощность нагрузки трансформатора:

Sт=1.11*U0*I0=1.11*9*7=69.93 Вт.

Сопротивление нагрузки:

Rн=9/7=1.29 Ом

Требуемый коэффициент сглаживания С-фильтра:

Kсг1= =3.35

где – коэффициент пульсаций мостовой схемы, – коэффициент пульсаций С-фильтра.

Параметр фильтра (емкость конденсатора фильтра):

Ф

Требуемый коэффициент сглаживания LС-фильтра:

---

где – коэффициент пульсаций после С-фильтра, коэффициент пульсаций С-фильтра.

Параметр конденсатора принимаем

Параметр катушки индуктивности:



Под нагрузкой выходное напряжение выпрямителя начнёт уменьшаться из-за потерь напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора и диодов. Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость среднего выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока U_d=f(I_d).

Уравнение внешней характеристики:



где – напряжение холостого хода выпрямителя;

– активное сопротивление трансформатора;

прямое динамическое сопротивление диодов;

ток нагрузки.

Внешняя характеристика выпрямителя, работающего на активную нагрузку, представляет собой прямую линию.



Тогда уравнение внешней характеристики:



Рассчитаем при I=4,6,8 A.

4	8.71
6	8.09
8	7.47

---

Принципиальная электрическая схема мостового двухполупериодного выпрямителя.
ЗАДАЧА №3. Расчёт схемы на ОУ

Задание. Рассчитать схему на ОУ, реализующую заданную функцию. Выбрать тип ОУ и резисторов при заданных величинах допустимой погрешности δдоп, сопротивлении нагрузки Rн, максимальной амплитуде выходного сигнала UВЫХ MAX = ± 10,24 В и пределах изменения температуры внешней среды от+ 5 ºС до +45 ºС.

Исходные данные.

UВЫХ = 5U1 + 6 U2 + 3 U3

RH = 6,5 кОм

δДОП = 0,8 %

Ход работы.

Для реализации заданной функции используем инвертирующий сумматор. Он строится на основе инвертирующего усилителя на ОУ и предназначен для формирования на выходе напряжения, равного усиленной алгебраической сумме нескольких входных напряжений, т. е. выполняет математическую операцию суммирования входных сигналов. При этом суммарный сигнал дополнительно инвертируется. Схема инвертирующего сумматора для трех входных напряжений.



Для моделирования инвертирующего усилителя выбираем операционный усилитель марки К140УД6, который имеет следующие основные параметры:

1	Напряжение питания	15 В   10%
2	Выходное напряжение	не менее 11 В
3	Напряжение смещения нуля	10 мВ
4	Входной ток	не более 100 нА
5	Разность входных токов	не более 25 нА
6	Ток потребления	не более 4 мА
7	Коэффициент усиления напряжения	не менее 30000
8	Входное сопротивление	1 мОм
9	Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений	не менее 70 дБ
10	Скорость нарастания входного напряжения	не менее 0,5 В
11	Частота единичного усиления	не менее 0,35 МГц
12	Напряжение питания	± (5…18) В
13	Входное синфазное напряжение	± 15 В
14	Входное дифференциальное напряжение	не более 30 В
15	Температура окружающей среды	-10…+70 ° C

---

Значение сопротивления резистора при заданной нагрузке определяем из условия ограничения выходного тока операционного усилителя на допустимом уровне:0.0004







R5=0.25 кОм

Мощность резистора выбираем из условия:



По условию:















Резистор R4 выбирается из условия:







Проверим погрешность усилителя при условии, что

По 1-му входу:







Принципиальная электрическая схема.

---

Смотрите также файлы

• Программа Школа России Тема урока Образование чисел из одного десятка и нескольких единиц. Цель.docx

• Профессия педагога дополнительного образования в системе педагогических профессий.docx

• A. Интервью b. Генетический метод.docx

• Акобян Элен 1941 Ответы на задание 2.docx

• Формирование единого централизованного государства этапы, характерные черты Этапы объединения Руси.pptx