Проектирование выходного каскада

Расчёт параметров выходного каскада

С выходов задающих генераторов 1 и 2 импульсы поступают на вход логического элемента И-НЕ, выполняющего роль модулятора. На выходе модулятора пачки импульсов амплитудой 5В. На VT1 и VT2 собран эмиттерный повторитель, который обеспечит требуемый ток.

Выходной каскад собран на транзисторах VT3 - VT6. VT3, VT6 - управляемые ключи, а VT4, VT5 - источники тока. VT3, VT4 - 2SC103A. VT5, VT6 - 2SC364. [5] Максимальный ток коллектора VT3 80 мА при β = 100, следовательно, ток базы насыщения 0,8 мА. Трансформатор Т1 ММТИ166 с коэффициентом передачи 1. Напряжение, подаваемое во вторичной обмотке, равно 5В.

R7 = 5В/0,8мА ≈ 6,2 кОм. (4)

Для VT6 Ik max = 40мА, β = 100, отсюда Iб нас = 0,4мА и

R8 = 5В/0,4мА ≈ 13 кОм. (5)

Для того чтобы открыть VT3, VT6 потребовалась мощность Р2 = 5В*(0,8мА+0,4мА)=6мВт. Следовательно, эмиттерный повторитель на VT1, VT2 должен обеспечить мощность Р1 = 7мВт. При питании 5В ток равен 1,4 мА.

1 2Т301Г Ik max = 10мА, β = 10;

VT1 2Т104Г Ik max = 10мА, β = 10.

Для обеспечения выходного тока 1,4 мА базовый ток на транзисторах

б = Ik / β = 0,14 мА, (6)

где Ik =1,4мА; β = 10.

На выходе модулятора 5В, следовательно,

6 = 5В/0,14мА = 36 кОм. (7)

Ёмкость С5 предназначена для устранения постоянной составляющей, которая вводила бы сердечник трансформатора в насыщение.

τ = R6*С5 > τи (8)

τи = 10 мкс

С5=3 нФ.

Для обеспечения постоянного режима работы источников тока необходимо чтобы IVT4, IVT5 были согласованы с длительностью стимулирующих импульсов:

4*tи = IVT5*tп (9)

tи = 4мкс tп = 6мкс.

Для того, чтобы напряжение на разделительной ёмкости С6 после переходного процесса было равным нулю должно выполняться условие

4 = 1,5 IVT5 .

Т. к. амплитуда тока на выходе электростимулятора 70 мА, то

IVT4 = 42 мА, а IVT5 = 28 мА.

противоболевой электронейростимулятор цепь ток

Uб VT4 = Uб VT5 = Uб

(Uб - 0,6В)/R13 = IVT4 = 42 мА (10)

Возьмём R13 = 100 Ом, тогда для обеспечения тока IVT5 = 28 мА,

R14 = 1,5*R13 = 150 Ом. Uб = 4,8 В. Рассчитаем делитель для обеспечения такого напряжения на базе.

(11)

При этом должно выполняться условие:

, (12)

13* β = 10000

Рассчитаем напряжение питания в худшем случае, при Rн=1,2 кОм

п = IVT4 (Rн+R13+R15) (13)

п =42мА(1200Ом+100Ом+ 1000Ом) = 110 В.

R15 - измерительный резистор (выбор его значения будет описан ниже).

Выберем номиналы резисторов на основании уравнений (11) и (12):

R9 = 100 Ом, R12 = 100 Ом, R10 = 4,3 кОм, R11 = 0 Ом (R11- перестраиваемый резистор и при выходном токе 70 мА его сопротивление должно равняться 0).

Для обеспечения выходного тока IVT4 = 0 необходимо чтобы Uб = 0,6В. В этом случае из уравнений (11) следует, что R11=30 кОм.

Номинал С6 выбирается из условия неискажённой передачи импульсов в нагрузку.

τ = Rн*С6 > τи (14)

τи =10 мкс

С6=330 нФ (Rн=300 Ом).

Моделирование работы выходного каскада

Проведём проверку работы выходного каскада при помощи пакета Orcad [6]. Соберём схему выходного каскада (рисунок 4). Вторичные обмотки трансформатора заменим на источники импульсного напряжения, генерирующие импульсы заданной длительности и амплитудой 5В. Сопротивление регулирующего резистора R11 = 0 (случай максимального тока в нагрузке на схеме отсутствует). Моделирование проведем для двух случаев: на активной нагрузке и на модели ткани.

Схема моделирования на активной нагрузке (Rн=1,2 кОм) представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема выходного каскада с активной нагрузкой.

Рисунок 5 - Импульсы тока на нагрузке.

Рассмотрим работу выходного каскада, когда нагрузкой служит модель ткани. Схема представлена на рисунке 6. Здесь Rэк сопротивление перехода электрод-кожа, Сэк емкость этого перехода, Rвн и Свн соответствуют сопротивлению и емкости глубоко лежащих тканей. Для электродов площадью несколько см2 и постоянной составляющей тока в несколько десятков мА:

Перейти на страницу: 1 2

Похожые стьтьи по экономике

Телекоммуникационные системы синхронной и плезиохронной цифровой иерархии
Одним из наиболее перспективных направлений развития многоканальных систем передачи является использование оптического диапазона частот. Длительное время практическая реализация опти ...

Проект расширения центральной районной автоматической телефонной станции
Сети местной связи непрерывно развиваются и их емкости год от года возрастают. Такой же процесс идет и на ГТС г.К., на которой емкость четырех районных АТС за последние 10 лет возросла ...

Специализированные фотоаппараты и специальные виды съемки
В научных и технических целях применяются специальные фотоаппараты, обеспечивающие решение особых задач - например, фотоаппараты для аэрофотосъёмки (аэрофотоаппарат), космич ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru