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

Электроакустика и радиовещание
Произвести необходимую планировку (реконструкцию) помещения с целью использования его в качестве аудитории. Рассчитать требуемую акустическую обработку внут ...

Полевой транзистор с изолированным затвором
Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля. Полевые транзисто ...

Разработка контура регулирования давления смешанного газа на ГСС блока воздухонагревателей
Главным средством технического процесса, без которого невозможны высокие темпы дальнейшего роста производительности труда, является комплексная механизация ...