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

Проектирование радиовещательного приемника АМ-сигналов
Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и оконечного устройства, предназначенного для воспроизведения сигналов.Принимаемые сигналы служат д ...

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 ...

Реализация синхронного автомата на интегральных микросхемах
Счетчики - это автоматы, которые под действием входных импульсов переходят из одного состояния в другое, фиксируя тем самым число поступивших на их вход импульсов в том или ином коде. Сп ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru