Типовой расчет элементов

КУРСОВая работа

по дисциплине: Узлы и элементы биотехнических систем

на тему: Разработка конструкторской документации и расчет усилителя биопотенциалов

Разработала: студентка группы ПС31

Е.А.Точилина_________________

Принял:

А.Н.Чернышев________________

Ростов – на – Дону

СОДЕРЖАНИЕ

1. Структурная схема

2. Описание элементов

3. Электрическая принципиальная схема

4. Сборочный чертеж

5. Трассировка

6. Перечень элементов

7. Спецификация

8. Расчёт элементов

Описание

Дифференциальный усилитель

Зачастую, для предварительного усиления слабого дифференциального сигнала в высокоточных системах от усилителя требуются высокие параметры точности коэффициента усиления, а так же большое входное сопротивление. Точность коэффициента усиления обычно обеспечивают применением глубокой отрицательной обратной связи (ООС), охватывая ею операционный усилитель(ОУ). Однако дифференциальный усилитель на базе одного ОУ не обеспечивает высокого входного сопротивления порядка нескольких Мом. Здесь входное дифференциальное напряжение подаётся на неинвертирующий вход ОУ, который не используется для создания ОС, а собственное входное сопротивление прецизионных ОУ составляет значения порядка нескольких сотен МОм. Инструментальные дифференциальные усилители применяются для точного съёма напряжений с плеч электронного моста и других датчиков с большим выходным импедансом.

OP1177ARZ является ОУ с низким уровнем смещения тока на входе, очень низкими уровнями смещения напряжения, дрейфа, шума и энергопотребления. Стабильные выходы с емкостными нагрузками более 1000пФ без внешней компенсации. Ток питания на усилитель менее 500мкА при 30В. Внутренние резисторы 500Ом обеспечивают защиту входов, что позволяет использовать уровни входного сигнала на несколько вольт больше пределов любого источника без изменения фазы. Он обеспечивает самый широкий температурный диапазон среди высокоточных усилителей поверхностного монтажа. Все версии обладают рабочей спецификацией от -40°C до +125°C для самых сложных условий эксплуатации. Низкое напряжение смещения: максимум 60 мкВ. Очень низкий дрейф напряжения смещения: максимум 0,7 мкВ / ° C. Низкий ток питания: 400 мкА на усилитель. Работа от двух источников: от ± 2,5 В до ± 15 В.

Фильтр низких частот

Фильтр низких частот (ФНЧ) – это устройство, подавляющее частоты сигнала выше частоты среза данного фильтра.

ФНЧ выполнен на микросхеме OP1177ARZ.

Операционный усилитель — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. Выход операционника стремится к тому, чтобы разность напряжений на его входах была равна нулю. Входы операционного усилителя ток не потребляют. Положительная обратная связь это когда часть выходного сигнала поступает обратно на вход причем она суммируется с входным. Отрицательная обратная связь это такая связь когда часть выходного сигнала поступает обратно на вход но при этом она вычитается из входного.

Этот фильтр имеет полосу пропускания 25 кГц; коэффициент усиления Ku=1. Фильтр предназначен для устранения высокочастотных помех.

Фильтр верхних частот

Фильтр верхних частот (ФВЧ) – это устройство, подавляющее частоты сигнала ниже частоты среза данного фильтра и пропускающий высокие частоты выходного сигнала.

Фильтр верхних частот выполнен на микросхеме OP1177ARZ.

Этот фильтр имеет полосу пропускания 1 кГц; коэффициент усиления Ku=50.Фильтр предназначен для устранения постоянной составляющей сигнала и низкочастотного дрейфа изоляций.

Источник питания +-9V

Источник питания используется для стабилизации напряжения +-9V. Выполнен на микросхемах стабилизации напряжения – L79L09ABD для -9V. L78L09ABD – для +9V.

Особенности:
Выходной ток до 100 ма

Выходные напряжения+-5;+-6;+-8;+-9;+-12;+-15В

ТЕРМАЛЬНОЕ ПРЕДОХРАНЕНИЕ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

ЗАЩИТА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

НИКАКИЕ ВНЕШНИЕ КОМПОНЕНТЫНЕ
ТРЕБУЮТСЯ