Выбор согласующего трансформатора
Согласующий трансформатор выбирается по значению коэффициента трансформации n и номинальной мощности трансформатора Рном-тр согласно условию:
(20)
Из справочника [4] выберем трансформатор Т0.5 –5. Паспортные характеристики трансформатора приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Паспортные данные трансформатора Т0.5-5
| Обозначение, принимаемое в расчетах | Значение параметра | Описание |
| n | 0.2 | Коэффициент трансформации |
| r1 [Ом] | 29x2 | Сопротивление первичной обмотки току при 
|
| r2 [Ом] | 1.7x2 | Сопротивление вторичной обмотки току при
|
| U1тр [В] | Напряжение на первичной обмотке | |
| Рном-тр [Вт] | 0.5 | Номинальная мощность трансформатора |
Приведем эквивалентную схему трансформатора (рис.2.). Проверим, будет ли на базу транзистора подано нужное напряжение согласно условию:
Uн-тр > Uбэ-макс = 0.7 В (21)
Рисунок 2- Эквивалентная схема трансформатора
Оценим сопротивление нагрузки и потери на 
и 
по формулам:
(22)
(23)
(24)
(25)
Условие (21) выполняется, значит согласующий трансформатор Т0.5-5 можно использовать в схеме.
Расчет предварительных усилителей и подавителя помех
По условию требуемый коэффициент усиления 
. Приведем структурную схему цепи усиления (рис. 3.):
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3 - Структурная схема цепи усиления.
Коэффициент передачи подавителя помех
|
|
. На выходе подавителя помех имеется остаточное напряжение, которое после усиления не должно превышать напряжения трогания двигателя (Uтрог=0.6 В).
В качестве подавителя помех выберем из справочника [5] микросхему К101КТ1В. Паспортные данные на микросхему представлены в таблице 6.
Таблица 6.
Паспортные данные микросхемы К101КТ1В
| Обозначение, принимаемое в расчетах | Значение параметра | Описание |
| Uост-пп [мкВ] | Остаточное напряжение | |
| Uбэ-пп-макс [В] | 3.5 | Максимальное напряжение база-эмиттер |
| Uкб-пп-макс [В] | 3.5 | Максимальное напряжение коллектор-база |
| Iк-пп-макс [мА] | Максимальный ток коллектора | |
| Iэ-пп-макс [мА] | Максимальный ток эмиттера | |
| Uкб-пп [В] | 0.6…0.9 | Напряжение коллектор-база |
Для работы двигателя необходимо выполнение условия :
(26)
Рассчитаем коэффициент усиления выходного каскада (Квк) по формуле:
(27)
Будем считать, что К2=К3=К и определим 
- коэффициент усиления, при котором напряжение Uвых-мс-max=Uтрог-дв (двигатель начинает работать), т.е. максимальное значение коэффициента усиления. Из условия (26) следует соотношение:
(28)
Возьмем К2=К3=К =80. Определим К1 из условия (29):
, (29)
откуда получаем минимальное значение коэффициента усиления:
(30)
Расчет резисторов и конденсаторов в цепи усиления
Приведем схему цепи усиления с указанием элементов (рис.4.):
Рисунок 4 - Схема цепи усиления.
Расчет резисторов
Необходимо, чтобы сопротивление входного усилителя было большим, поэтому первый усилитель делаем неинвертирующим. Второй и третий усилители будут инвертирующими.
Рассчитаем сначала параметры инвертирующих усилителей по формуле:
(31)
Примем R2=R3=10 кОм, тогда из формулы (31) получим:
(32)
Примем Rос2=Rос3=820 кОм. Тогда 
Рассчитаем Rк2 и Rк3:
Rк2 = Rк3 = Rос2 = Rос3 = 820кОм.
Произведем расчет первого усилителя (не инвертирующего). Примем, что через резисторы 
протекает ток 
тогда можно составить систему уравнений для нахождения 
и 
:
(33)
Получим:
Примем 
, 
Определим номинал резистора 
:
(34)
Примем 
Скорректируем коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:
(35)
Теперь рассчитаем фактический общий коэффициент усиления:
(36)
Фактический коэффициент усиления больше требуемого Ку_дв= 
, значит резисторы с рассчитанными номиналами можно использовать в цепи усиления.
Расчет конденсаторов
Рассчитаем электроемкости разделительных конденсаторов С3, С4 и С5, используемых для избавления от остаточного напряжения на выходе усилителей в цепи усиления. Чтобы избежать больших падений напряжений на конденсаторах будем выбирать их из условия:
или 
(37)
где R – полное активное сопротивление последовательного участка цепи в который входит конденсатор,
- круговая частота, соответствующая рабочей частоте 400 Гц.
Окончательно формула для вычисления электроемкости разделительных конденсаторов:
(37’)
Определим параметры разделительных конденсаторов:
(38)
(39)
(40)
(41)
Для простоты примем С3 = С4 = С5 = 10мкФ.
Расчет подавителя помех
Подавитель помех предназначен для подавления квадратурной помехи, имеющей место в Uвых_ост элементов, работающих на переменном токе. Подавитель помех состоит из последовательно включенных демодулятора, RC-звена и модулятора (рис 6.):
Рисунок 6 – Подавитель помех.
Для нахождения сопротивления Rп необходимо знать t - постоянную времени разряда конденсатора С2, которая выбирается из условия (42):
(42)
где T – период следования сигнала, определяемый по формуле (43):
(43)
Примем t=2Т=5мс и С2=220 нФ, тогда можно найти RП по формуле (44):
(44)
Рассчитаем конденсатор С1 по формуле (45):
(45)
Примем С1=3,9мкФ, RП =12 кОм.