Khrabrov

9. Печатный узел. Комплект конструкторских документов на печатный узел.

Печатный узел – печатная плата с установленными электронными компонентами.

ПУ – сборочная единица. Для него нужен пакет конструкторских документов:

Спецификация

Сборочный чертёж (расположение РЭ компонентов, их позиционные обозначения, нумерация вх и вых контактов, полярность элементов, габаритные и установочные размеры)

Перечень элементов

Схема элементов принципиальная

Послойный чертёж печатной платы (топология)

10. Классификация средств измерений.

Средство измерений — техническое средство, используемое в измерительном процессе и имеющее нормированные метрологические характеристики.

По реализации СИ выделяют:

Элементарные (предназначены для реализации процедуры измерения, каждое в отдельности не может осуществлять процедуру измерения – это меры величин, устройства сравнения, измерительные преобразователи)

Комплектные (предназначены для всей процедуры измерения – измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы)

По характеру преобразования

– электрических величин в электрические (делители напряжения, измерительные транформаторы)

– магнитных величин в электрические (измерительные катушки, Холловские преобразователи)

– неэлектрических величин в электрические (термо–, тензо–, фотопреобразователи)

– по месту в измерительной цепи и функциям (первичные, промежуточные, масштабные и передающие преобразователи)

- по виду вх и вых величин (аналоговые и цифровые)

11. Классификация измерительных приборов.

По ГОСТ: (некоторые виды)

Е — приборы для измерения параметров цепей Ч — приборы для измерения частоты и времени:

С — приборы для наблюдения, измерения и исследования формы сигнала и спектра: Г — генераторы измерительные:

Д — аттенюаторы и приборы для измерения ослаблений: полупроводниковых приборов:

Б — источники питания для измерений и радиоизмерительных приборов:

По форме представления информации:

Регистрирующие

Показывающие

По методу преобразования изм величин:

Прямого преобразования

Сравнения

По способу применения и конструкции:

Щитовые

Переносные

Стационарные

По степени защищённости от воздействия внешних условий

Обыкновенные,

Влаго-, газо-, пылезащищённые, герметичные, взрывобезопасные и т.д. По структурной реализации:

Механические

Электронные

По форме вых сигнала

Аналоговые

Цифровые

ЖЦ изделия

1.Маркетинг

2.Разработка и проектирование

3.Изготовление изделия

4.Ввод в работу

5.Эксплуатация изделия

6.Поддержание изделия в работоспособном состоянии

7.Утилизация по истечению срока службы

12. Операционный усилитель. Определение, свойства, схема.

ОУ - многокаскадный усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, по своим характеристикам приближающийся к «идеальному усилителю».

VD – дифференциальное входное напряжение

KV – дифференциальный коэффициент усиления Неинвертирующий вход.

Если сигнал подан на неинвертирующий вход, а инвертирующий вход заземлен, то сигнал на выходе синфазен с сигналом на входе.

Инвертирующий вход.

Если сигнал подан на инвертирующий вход, а неинвертирующий вход заземлен, то сигнал на выходе сдвинут по фазе на 1800 относительно сигнала на входе.Выходной напряжение VOUT находится в одной фазе с разностью входных напряжений V+ и V-.

Свойства идеального операционного усилителя:

•бесконечно большой дифференциальный коэффициент усиления по напряжению

KV= VOUT/ (V+ - V-) V+≈V-;

V+

V-

•нулевое напряжение смещения нуля V+=V- VOUT=0 независимо от синфазного входного напряжения;

•бесконечно большое полное входное сопротивление ZВХ , практически нулевые входные токи IВХ+ 0, IВХ- 0;

•нулевое полное выходное сопротивление ZВЫХ 0;

•коэффициент усиления синфазного сигнала KСИНФ=0.

Синфазными называются сигналы, поданные сразу на оба входа ОУ с одинаковой фазой и амплитудой.

КООС (коэффициент ослабления синфазного сигнала) – численно равен отношению изменения входного напряжения к изменению диф. входного напряжения, которые

вызывали одно и то же приращение

входного напряжения (должны быть как можно

больше).

VВЫХ VДИФ

K ДИФ

V

KOCC

СИНФ

K

VВЫХ

V

СИНФ

VСИНФ

ДИФ

Структурная схема:

Диф. входной

Промежуточные

Вых. Каскад с

Vout

каскад с

каскады

низким Zвых.

высоким Zвх

усиления

Первый каскад ОУ – это диф. усиленный каскад, который имеет высокий коэф.усиления по отношению к синф. сигналам. Осн. задача-выделить диф. сигнал на основе синфазного.

Промежуточные каскады усиления включены последовательно и обеспечивают высокий общий коэф.усиления по напряжению и усилению по току. Выходной каскад имеет высокое полное Rвх (чтобы не нагружать промежуточные каскады )и низкое полное Rвых.

ОУ почти всегда охвачен глубокой ООС, свойства которой и определяют свойства схему с ОУ. Коэф. усиления схемы с ООС в основном определяется свойствами внешней цепи Ос и практически не завит от параметров самого усилителя. Если цепь ООС представляет собой резистивный делитель, то схемы с ОУ работает как линейный усилитель, коэф. усиления которого определяется β. Если в качестве цепи ОС применяется RC-цепь, то образуется активный фильтр. Включение в цепь ООС нелинейных элементов, таких как диоды и транзисторы, позволяет преобразовать нелинейный сигналы.

13.Дифференциальное, инвертирующее и неинверт. включение на ОУ. 1) Дифференциальный усилитель — электронный усилитель с 2 входами, вых сигнал которого равен разности вх напряжений, умноженной на константу. Use когда необходимо выделить небольшую разность напряжений на фоне значительной синфазной составляющей.

Вых сигнал ДУ может быть как однофазным, так и дифференциальным. Это определяется схемотехникой выходного каскада. ДУ нужен когда информацию несёт не

абсолютное значение напряжения в некоторой точке (относительно уровня заземления), а разность напряжений между двумя точками. Напрмер, резистивный датчик тока, включенный последовательно с исследуемой цепью. Надо use всегда, когда возможно наличие синфазных помех в сигнале. Например, при измерении электрических потенциалов, снимаемых с определённых точек живого организма: при снятии электрокардиограммы, электроэнцефалографии и подобных методах исследования. Обычно необходимо также использовать специальные линии передачи сигналов, например, экранированную двухпроводную линию для передачи сигнала с микрофона.

1. V

V1 R4

2. V V

I1

V2

V

V2 V

R3 R4

R1

R1

3.

IВХ

0 ,

IВХ 0

I1 I2

VOUT

V I1 R2

4.

V

( R1 R2 ) R4

V

R2

V

5.

R1

R3

V

(V V

)

R2

2

2

OUT

R1

( R3 R4 )

1

R1

R2

R4

OUT

1

R1

2)Инвертирующий усилитель инвертирует и усиливает

напряжение (то есть умножает напряжение на

отрицательную

константу).

Vout=-Vin(Rf/Rin). Zin =

Rin

(Поскольку V − является виртуальной землей-в электронных схемах могут существовать такие узлы, потенциал которых равен потенциалу земли, однако они не имеют короткого

соединения с землёй. Узел, обладающий такими свойствами, называют виртуальная земля). Третий резистор с сопротивлением, равным RfIIRin (сопротивление параллельно соединенных резисторов Rf и Rin), устанавливаемый (при необходимости) между неинвертирующим входом и землей, уменьшает ошибку, возникающую из-за тока

смещения.

V

V 0

V1 0 ,

R3 ,

R4 0

K

VOUT

R2

V2

( R1 R2 ) R4

R2

I

1

RIN R1

VOUT

V1

V2

V2

R1

R1

R1

( R3 R4 )

R1

Если необходим большой K, значит либо R1 0, либо R2 . RIN = R1 0 нагружает источник входного сигнала. R2 снижает стабильность коэффициента усиления.

3) Неинвертирующий усилитель.

усиливает напряжение (умножает напряжение на константу, большую единицы). Vout = Vin (1+R2/R1). Zin = ∞

(на практике — входное сопротивление операционного усилителя: от 1 MОм до 10 TОм).Третий резистор с сопротивлением, равным R1IIR2(сопротивление параллельно

соединенных резисторов R1 и R2), устанавливаемый (при необходимости) между точкой подачи входного сигнала Vin и неинвертирующим входом, уменьшает ошибку,возникающую из-за тока смещения.

	V2 0 ,		R3 0 ,	R4					VOUT		R2
		( R1 R2 ) R4				R2		K		1
	V				V		V		V1		R1
								2
	OUT	R1	( R3 R4 )		1	R1

14.Преобразователь ток-напряжение на ОУ.

Vout= -Roc*I in . Вых напряжение преобразователя пропорционально вх току. Исп. для измерения малых токов.

VOUT RОС I IN

Выходное напряжение преобразователя пропорционально входному току. Преобразователь ток - напряжение или источник напряжения, управляемый током, предназначен для точных измерений малых токов.

Схема предназначена для измерения больших токов.

Для больших токов:

Vin=R*Iизм

I in= I out

V-≈V+ V- где о перед усилителем, V+ ниже. Vout=Iout*Rэ.

15.Преобразователь напряжение-ток.

Источник тока, управляемый напряжением, с незаземленной нагрузкой на инвертирующем

	ОУ.		VIN
	IOUT I IN
			R

Преобразователь напряжение - ток или источник тока, управляемый напряжением, предназначен для обеспечения нагрузки током, который не зависит от выходного напряжения ОУ и регулируется только входным напряжением.

Источник тока, управляемый напряжением, с незаземленной нагрузкой на

неинвертирующем ОУ. IOUT VIN

R

Если использовать ОУ с большим выходным током, то можно напрямую управлять мощной нагрузкой, например: электродвигателем, отклоняющей системой электроннолучевой трубки или соленоидом. Применение источника тока позволяет точно дозировать вращающий момент электродвигателя, угол отклонения луча или напряженность магнитного поля соленоида.

16. Измерительный усилитель на ОУ

Измерительный усилитель – ОУ в дифференциальном включении, используемый для измерения малых разностей напряжения на фоне синфазного напряжения, которое может быть намного больше, чем измеряемое разностное напряжение.

Этот тип усилителя называется также усилителем датчика, разностным усилителем, усилителем ошибки или рассогласования, мостовым усилителем.

Вкачестве датчиков могут использоваться:

•фоторезисторы освещенность R U;

•терморезисторы и позисторы to R U;

•тензорезисторы деформация или давление R U;

•термопары to U.

Мост в равновесии: V1

V2

E

RИЗМ=R+ R

R

2

V1

V2

E

R2

R

R2

4 R 2 R

VOUT

(V1 V2

)

E

R1

R1

4 R 2 R

Для увеличения входного сопротивления измерительного усилителя предлагается на каждый вход подавать сигнал через повторитель.

— электронный усилитель, применяемый в процессе измерений и обеспечивающий точную передачу электрического сигнала в заданном масштабе Измерительные усилители применяются в качестве предварительных усилителей слабых

сигналов постоянного и переменного токов, а также в качестве выходных усилителей мощности. Их чувствительность по току достигает значений 10−15 А, а по напряжению —