Выбираем первый вариант. Используем в схеме компаратор на операционном усилителе, это самый дешевый и простой способ.
Предназначен для создания звукового сигнала, который реагировал бы на высокочастотное усиление. Существует несколько вариантов схемного выполнения генератора прямоугольных импульсов:
- на дискретных элементах;
- на логических элементах;
- на интегральной микросхеме операционного усилителя (ИМС ОУ);
Для генерации звука используем ИМС ОУ. Поскольку компаратор (пункт 3.3) тоже собран на ОУ то целесообразно для этих целей использовать одну микросхему.
Используется для усиления низкочастотных импульсов подаваемых на наушник или аудиоколонки. Используем самый простой однокаскадный усилитель. Это увеличит надежность схемы и уменьшит стоимость.
На основании анализа функциональной схемы составляем схему электрическую принципиальную (ДК43.418214.001Е3).
Схема состоит из пяти функционально связанных узлов:
усилителя высоких частот (собранного на транзисторе VT1), рассчитанного на работу с источником сигнала до 50 Ом (рис 4.1).
Рис 4.1 Схема однокаскадного широкополосного усилителя [5]
детектора высоких частот или выпрямителя основаного на диоде Шотки VD1.
компаратора (на операционном усилители N1в составе микросхемы), перестраиваемого по частоте генератора прямоугольных импульсов низкой частоты (на операционном усилителе N3, N4, N5 в составе микросхемы DA1и транзисторе VT3).
ключевого усилителя низкой частоты на транзисторе VT2 (рис.4.2).
Рис 4.2 Усилитель низкой частоты [5].
Сигнал снимается с антенны (WA), поступает на высокочастотный усилитель реализованный на транзисторе VT1. Если уровень сигнала высокий срабатывает детектор ВЧ излучений (открывается диод VD1) выполненный на диоде Шотки. Диод включает компаратор в микросхеме D1 которая отвечает за формирование НЧ импульсов останавливая при этом генератор НЧ импульсов.
Уровень сигнала, подаваемого на компаратор с детектора, регулируется подстроечным резистором R9, который позволяет принудительно снизить чувствительность устройства. Порог срабатывания компаратора изменяется переменным резистором R10, который устанавливает начальную частоту генерации генератора НЧ. Индикация работы устройства осуществляется светодиодом VD2.
К контактам X1 подключается телескопическая антенна, к контактам X2 и X5 - источник питания 9В, а к контактам X3 и X4 - наушники через соответствующий разъем. Наушники могут использоваться любые с сопротивлением более 30 Ом. При необходимости громкость можно изменить подбором резистора R26 (увеличение сопротивления приводит к уменьшению громкости).
Выбор компонентов является одной из самых важных процедур, так как именно от этого выбора будут зависеть многие параметры
сконструированного прибора. Элементную базу конструкции можно рассматривать с трех сторон:
со стороны разработчика (серия должна обеспечивать минимальную массу, объем, потребляемую мощность, максимальное быстродействие);
со стороны изготовителя (серия микросхем должна позволять автоматизацию сборки, сквозной контроль всех работоспособности всех уровней конструкции, допускать замену элементов на более новые, допускать усовершенствование конструкции несложным путем);
со стороны пользователя (простота обслуживания, ремонта, высокая надежность, качество, невысокая стоимость).
Оптимальным вариантом будет совместить эти стороны рассмотрения элементной базы таким образом, чтобы компоненты удовлетворяли, по возможности, всех сразу, то есть найти компромисс между разработчиком, изготовителем и пользователем изделия.
В качестве самого наглядного и эффективного метода выбора компонентов для построения схемы используют метод с использованием матрицы нормированных параметров. В ее основе лежит простая таблица наиболее важных и приоритетных параметров компонентов для конструируемого прибора.
Для начала выберем операционный усилитель, который подходят для конструкции разрабатываемого прибора. Это будут следующие ИМС:
К554СА1;
КМ597СА2;
LM324.
Оценку этих компонентов будем проводить по таким параметрам:
средний входной ток Iвх;
выходной ток Iвых;
коэффициент усиления Кv;
напряжение питания Uпит;
При помощи матрицы параметров выбираем какая микросхема больше подходит для разрабатываемого устройства.
Таблица 5.1.1 Параметры выбираемых микросхем [6-9]
параметры
Iвх,
мкА
Iвых,
мА
Кv
Uпит,
В
-
+
К554СА1
75
0.5
75∙103
9
КМ597СА2
10
5
150∙103
LM324
0.05
20
25∙106
b (коэфициент важности)
0.25
Составляем матрицу параметров:
75 0.5 75∙103 9
Х = 10 5 150∙103 9
0.05 20 25∙106 9
Строим матрицу приведенных параметров, используя формулу (1.1):
0.013 0.5 75∙103 0.11
Y = 0.1 5 150∙103 0.11
20 20 25∙106 0.11
После этого параметры матрицы Y нормируют по формуле (1.2):
0.999 0.975 0.997 0
А = 0.995 0.75 0.994 0
0 0 0 0
По формуле (1,3) находим значения оценочной функции:
QК554СА1 = 0.742
Q КМ597СА2 = 0.684
Q LM324 = 0
По полученным значениям оценочной функции можно сказать, что операционный усилитель LM324 наилучший из всех рассматриваемых (ему соответствует минимальное значение оценочной функции). Его и будем применять в схеме.
Таблица 5.2.1 Параметры выбираемых типов резисторов [7]
Температурный коэффициент сопротивления, 1х10-6 1/°С
Допускаемое отклонение сопротивления, %
ЭДС шумов,
мкВ/В
C5-37
200
0,2
С2-23
100
1
МЛТ
1600
1,5
0.3
0.4
Параметры в матрице X должны соответствовать такому виду, чтобы большему значению параметра соответствовало лучшее качество ИС. В данном случае все параметры пересчитываются формуле (1.1)
Пересчитав эти параметры, получаем такую матрицу Y:
После этого параметры матрицы Y нормируют по формуле (1.2)
В результате нормирования получим матрицу A (в ней есть обязательно хотя бы один нуль). Матрица А имеет такой вид:
Для обобщенного анализа системы параметров элементов вводят оценочную функцию (1,3). Весовые коэффициенты приведены в таблице 5.2.1.
Определим оценочные функции (приведем их в матричном виде):
По полученным значениям оценочной функции можно сказать, что резисторы типа С2-23 наилучшие среди рассматриваемых (резисторам этого типа соответствует минимальное значение оценочной функции).
В таблице 5.3.1 приведены несколько зарубежных транзисторов которые подходят для нашей схемы, а также их отечественные аналоги.
Таблица 5.3.1 Параметры выбираемых транзисторов [7]
Р, мВТ
Uкэ, В
Iк, А
BC548
500
30
0,1
КТ342В
250
0,25
BC547
350
45
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
