Блок источников опорного напряжения

Светодиод (аналогично, как и ) сигнализирует о том, что выходное напряжение подключено к выходным клеммам.

3.4 Силовой трансформатор и выпрямители

Основное требование к СТ – обеспечить гальваническую развязку. Для реализации трех гальванически развязанных каналов СТ должен иметь три вторичных обмотки с коэффициентом трансформации 1:1 (рис.3.7).

Рис.3.7 – Схема СТ

При коэффициенте трансформации 1:1 напряжение на выходе каждой из обмоток 24 В. Т.к. в исходных требованиях не указан ток потребления по каждому из каналов, более подробный расчет СТ (диаметр провода, размер сердечника и пр.) произвести нельзя.
В качестве выпрямителя в каждом из каналов используется диодная сборка типа В500S, на выходе которой включен конденсатор .
Конденсаторы выбираем типа К50-18:
: К50-18-10000 мкФ +50/-20%-80 В-ОЖО.464.127 ТУ.
Для мостового выпрямителя коэффициент преобразования 0,9. Потому при входном напряжении каждого из выпрямителей 24 В выходное напряжение (без учета парения напряжения на диодах) 20,88 В.
4 моделирование выпрямителя

Проведем моделирование мостового выпрямителя и сглаживающего фильтра с помощью пакета MicroCap с целью оценки входного напряжения и уровня пульсаций. На рис.4.1 приведена схема выпрямителя и сглаживающего фильтра, созданная в пакете MicroCap.


Рис.4.1 - Схема выпрямителя и сглаживающего фильтра

Резистор моделирует ток нагрузки.
Параметры генератора синусоидального напряжения приведены на рис.4.2.

Рис.4.2 - Параметры генератора сигнала

Частота синусоидального напряжения 50 Гц. Амплитуда синусоидального напряжения 33,8 В, что соответствует действующему значению 24 В.
На рис.4.3 приведен график изменения выходного напряжения выпрямителя. На рис.4.4 приведен график изменения выходного напряжения выпрямителя в укрупненном масштабе. Как видно из приведенного графика, размах пульсаций не превышает 6 мВ.

Рис.4.3 - График изменения выходного напряжения выпрямителя

Рис.4.4 - График изменения выходного напряжения выпрямителя в укрупненном масштабе

5 анализ метрологических характеристик
блока источников опорного напряжения

Согласно исходным требованиям погрешность установки выходного напряжения по каждому из каналов не должна превышать 1,5%. В каждом из каналов предусмотрена регулировка выходного напряжения с помощью резисторов . Погрешность установки выходного напряжения определяется основной погрешностью вольтметра постоянного напряжения, который подключается к выходу канала и по показаниям которого устанавливается выходное напряжение. Например, если в качестве такого вольтметра использует цифровой мультиметр 3458A (Agilent Technologies, USA), то погрешность установки выходного напряжения не будет превышать 0,0008%.
Температурная нестабильность внутреннего источника опорного напряжения для стабилизаторов типа КР142ЕН12А не превышает значения (0,007%/(С в диапазоне температур от 0(С до +125(С.
Общая температурная нестабильность каждого из стабилизаторов зависит также от температурной нестабильности коэффициента деления делителей напряжения, с помощь которых задается выходное напряжение. Эта погрешность определяется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) резисторов, из которых образован делитель напряжения. При анализе этой составляющей погрешности обязательно необходимо учитывать коэффициент влияния нестабильности каждого из резисторов на не нестабильность коэффициента передачи.
Для стабилизатора с =5 В коэффициент передачи делителя напряжения определяется формулой:
. (5.1)
Коэффициент влияния каждого из резисторов, входящих в (5.1), представляет собой частную производную от по каждому из сопротивлений:

1/Ом; (5.2)
1/Ом; (5.3)
. 1/Ом. (5.4)
Для резисторов типа С2-29В ТКС.
Для резисторов типа СП5-2ВА ТКС.
Предположим, что нормальными условиями эксплуатации для БИОН являются следующие условия (согласно ГОСТ 16504-61):
- температура окружающего воздуха: (25(5)(С;
- относительная влажность воздуха: (45…80)%;
- атмосферное давление: (630…800) мм. рт. ст.
Наиболее влияющей их перечисленных величин является температура окружающего воздуха. Диапазон изменения температуры окружающего воздуха: 10 (С.
Относительная погрешность, обусловленная ТКС каждого из резисторов, рассчитывается по формулам:
; (5.6)
; (5.7)
. (5.8)
Относительная погрешность, обусловленная ТКН внутреннего источника опорного напряжения, рассчитывается по формулам:
. (5.9)
Т.к. все составляющие относительной погрешности не коррелированны между собой, то
%. (5.10)
Это означает, что температурная нестабильность СН1 практически определяется температурной нестабильностью внутреннего источника опорного напряжения стабилизатора. Аналогичный вывод справедлив для СН2 и СН3.
Таким образом, метрологические характеристики БИОН соответствуют требованиям исходных данных.


заключение

Результатом данного курсового проекта является разработка блока источников опорного напряжения.
В процессе работы был проведен анализ современного состояния научно-технического уровня по тематике проектирования, разработаны функциональная и электрическая схемы проектируемого устройства.
Проведено электрическое моделирование мостового выпрямителя со сглаживающим фильтром.
В процессе анализа метрологических характеристик проведена проверка соответствия характеристик разработанного устройства требованиям, указанным в исходных данных.

Список использованных источников

1. В. Авербух. Прецизионные источники опорного напряжения. Параметры и особенности использования. http://www.platan.ru/article/at116.pdf.
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Источник опорного напряжения
3 Щербинина А.И. Микросхемные стабилизаторы серии 142, К142, КР142 // Радио. 1990. № 8.
4 Нефедов А.В. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Микросхемы. Часть 1: Справочник. – М.: Радио и связь. 1993. – 240 с.
5 Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-CAP. 6. – М.: ТОО “СЛОН”, 1997. – 273 с.
6 Гершунский Б.И. Справочник по расчету электронных схем. – Киев.: Изд – во «Вища школа», 1983. – 240 с.
7. Гутников В.Н. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Изд – во Энергоатомиздат, 1988. – 304 с.



ПРИЛОЖЕНИЕ А
Блок источников опорного напряжения.
Схема электрическая функциональная


ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Блок источников опорного напряжения.
Схема электрическая принципиальная









4


3