Расчёт схемы преобразователя уровней в заданном температурном диапазоне и выбор номиналов резисторов

7.1. Выбор номинала резистора

Напряжение питания преобразователя уровней выбрано равным напряжению питания логического элемента К155ЛА1 (ТТЛ): ,  – минимальное напряжение при допуске 5 %.

 – максимальное напряжение при допуске 5 %.

Если , то VT находится в отсечке, т.к. .

На выходе преобразователя уровней должен быть сформирован уровень логической единицы элемента К155ЛА1 .

1. Находим первое ограничение сверху, накладываемое на (см. п.5.б)):

; ,где                                        

 и  – максимальные значения входного тока ТТЛ и обратного тока коллектора при максимальной температуре .

Рассчитаем максимальные значения токов при максимальной температуре, при этом воспользуемся формулой, устанавливающей зависимость тока от окружающей среды (см. п.5.а)):

Вычислим первое ограничение сверху, подставив полученные значения в неравенство:

2. Второе ограничение, накладываемое на _, определяется в зависимости от заданной частоты. Так как она для варианта №21 не задана, то нужно спроектировать преобразователь уровней так, чтобы он не ухудшал быстродействия, а именно, необходимо обеспечить выполнение условия: , где

Емкость нагрузки , поэтому из формулы второго ограничения (см. п.5.в)) находим, что:

3. Ток, протекающий через коллектор насыщенного транзистора VT, должен быть меньше предельного. Используя формулу ограничения, накладываемого на  максимальным током коллектора используемого биполярного транзистора (см. п.5.г)), получаем:

Получаем ограничения, накладываемые на :

С точки зрения уменьшения мощности, потребляемой ПУ, необходимо выбрать величину R_К наибольшей, удовлетворяющей двусторонним ограничениям. В соответствии со стандартным рядом номиналов резисторов (справочник «Резисторы» [4]) выбираем:

Выбрав такой номинал  , далее при расчётах примем:

– минимальное сопротивление при допуске 10 %.

– максимальное сопротивление при допуске 10 %, тогда

поэтому выбираем , рассчитанный на максимальную мощность .

7.2. Выбор номинала резистора

1. Если , то биполярный транзистор VT должен войти в режим насыщения, в этом случае, ток базы рассчитывается по формуле: , при условии, что , получаем первое ограничение, накладываемое на :

, следовательно:

2. Из условия ограничения предельного базового тока  получим второе ограничение на величину :

3. Для определения ограничения сверху на величину  потребуем, чтобы при минимальном значении статического коэффициента передачи тока обеспечивалась степень насыщения , тогда:

, следовательно:

Получаем ограничения, накладываемые на :

В соответствии со стандартным рядом номиналов резисторов выбираем: