Входное устройство

Протекание входного тока ОУ, равного 2 нA, через резисторы R1 и R3 вызовет смещение выхода на значение

U0=Iвх*R1*R3/(R1+R3)=2*10-9*1*0.407*106/(1+0.407)=0.58 мB.

Это величина значительно превышает статическую ошибку, определяемую собственным напряжением смещения (25 мкB). Поэтому для ее компенсации сопротивление резистора R2 должно быть

R2=R1*R3/(R1+R3)=1*0.407/(1+0.407)=289 кОм.

Так как резистор R2 не определяет коэффициент передачи устройства, его номинал может быть выбран из ряда Е24. Округляя рассчитанное значение до стандартного, получим R2=300 кОм.

Постоянна времени фильтра, равная τ=R3C1 не должна быть очень маленькой, так как в этом случае теряются фильтрующие свойства, и не должна быть слишком большой, так как в этом случае вольтметр будет вяло реагировать на изменение входного напряжения. Для определения ее значения можно принять следующий критерий: пусть при резком изменении входного напряжения выходное напряжение каскада установится за 0.4 секунды. Так как за время, равное 3τ, переходной процесс у фильтра первого порядка практически заканчивается, то τ =0.4/3=133 мс. Тогда С1= τ / R3=133/0.407= 326 нФ. Округляя до стандартного значения, получаем С1=330 нФ. При этом частота среза каскада составит

F=1/2πR1C3=1/(2*3.14*0.407*0.33)=1.2 Гц.

Номиналы резисторов R4 и R5 должны быть не слишком малыми, так как это приведет к значительной нагрузке выходов DA1 и источника опорного напряжения, и не слишком высокими, так как это ведет к увеличению шумов и нестабильности результатов оцифровки. Оптимальным следует считать максимальный ток, протекающий через резисторы сдвига уровня, равным нескольким сотням микроампер. Поэтому примем сопротивление R4 и R5 равным 10 кОм. Заметим, что эти резисторы также должны быть прецизионными.

Для анализа эффективности работы схемы защиты рассмотрим случай, когда к входу прикладывается напряжение, равное 200 В. Тогда ток, протекающий через резистор R1, определится как I=200/1 = 200 мкА (падением напряжения на защитных диодах пренебрегаем). В этом случае мощность, рассеиваемая на резисторе R1 составит P=200 В * 200 мкА = 40 мВт. Эта величина является более чем приемлемой.

Лучшие статьи по информатике

Проектирование волоконно-оптической линии связи протяженностью 557 км
С течением времени роль информации в жизни человека становилась все существеннее. Нужно было изучать и понимать уже не только законы природы, но и понятия и ...

Электронные трансформаторы на основе высокочастотных структур с переключаемыми конденсаторами для автономных систем электроснабжения
Из основных тенденций развития радиоэлектронных средств (РЭС) и систем связи следует отметить с одной стороны все возрастающую степень использования интегра ...

Проектирование специализированного вычислительного устройства
Эффективность применения современных средств вычислительной техники во всех сферах научной и производственной деятельности оказывает решающее влияние на уве ...