Расчет каскада предварительного усиления на операционном усилителе ( DA 2)
Федеральное агентство по образованию
Дальневосточный государственный технический университет
(ДВПИ имени В.В. Куйбышева)
Кафедра РТС
«Расчёт усилителя постоянного тока»
пояснительная записка к курсовой работе
по дисциплине «Схемотехника»
Выполнил:
студент группы Р 6011
Принял:
преподаватель
.
Владивосток
2009
Содержание
|
|
1. Введение------------------------------------------------------------------------------------------------3
2. Исходные данные-------------------------------------------------------------------------------------4
3. Расчёт электрической принципиальной схемы-------------------------------------------------4
3.1. Расчёт оконечного дифференциального каскада---------------------------------------------4
3.2. Расчет фазоинверсного каскада------------------------------------------------------------------6
3.3. Расчет каскада предварительного усиления на операционном усилителе (DA2)-----8
3.4. Расчет каскада предварительного усиления на операционном усилителе (DA1)-----9
4. Заключение--------------------------------------------------------------------------------------------11
5. Список используемой литературы----------------------------------------------------------------12
Введение
Усилителями постоянного тока (УПТ) называются устройства, предназначенные для усиления медленно изменяющихся сигналов вплоть до нулевой частоты. На рис. 1 приведена АЧХ для усилителя постоянного тока. Отличительной особенностью УПТ является отсутствие разделительных конденсаторов, предназначенных для отделения усилительных каскадов друг от друга, а также от источника сигнала и нагрузки по постоянному току.
|
|
|
В данной курсовой работе в качестве входного и промежуточного каскадов используются каскады на операционных усилителях. В качестве фазоинверсного каскада используется каскад с разделенной нагрузкой.
В качестве выходного каскада целесообразно использовать дифференциальный каскад в режиме дифференциального усиления, т.к. он обеспечивает наилучшую связь с нагрузкой. Дифференциальный усилительный каскад имеет два входа и усиливает разность напряжений, приложенных к ним.
Дифференциальный каскад состоит из двух транзисторов, эмиттеры которых соединены и подключены к общему резистору Rэ. Каскад абсолютно симметричен, т.е. сопротивление резисторов, входящих в каждое плечо, и параметры транзисторов одинаковы. В этом случае при равных входных сигналах токи транзисторов равны между собой.
Исходные данные
-выходное напряжение Uвых=±15 В;
-сопротивление нагрузки Rн=1 КОм;
-диапазон усиливаемых частот fв=1 МГц;
-ЭДС источника сигнала Ег=4мВ;
-сопротивление источника сигнала Rг=20 Ком;
-рабочая температура Тр=50 градусов.
Расчёт электрической принципиальной схемы.
Расчёт выходного дифференциального каскада.
|
|
Вычислим общий (сквозной) коэффициент усиления для схемы:
Kd = 1 (в роли входного каскада ОУ с сигналом подаваемым на неинвертирующий вход) => Ks=Ko
Дифференциальный каскад:
Рис.2. дифференциальный каскад.
При выборе транзистора необходимо учитывать, чтобы он удовлетворял следующим параметрам:
Ркдоп≥(3-4)Рm;
мВт
Ркдоп≥800 мВт;
Uк>UН
Uк>15 В;
Fпред>FВ
Fпред>1 МГц.
В качестве VT2 и VT3 выбираем транзисторы КТ 630 Б со следующими параметрами:
H21=80-240;
Fпред=50 МГц;
Rвхоэ=500 Ом;
Uкэдоп=120 В;
Iкдоп=1 А;
Iбдоп=0,2 А;
Ркдоп=800 мВт;
Ск=15 пФ.
Найдём Н11 транзистора для наших условий:
Ом
Ом
Рассчитаем крутизну усиления транзисторов:
;
;
см
Рассчитаем Fb и Fв и сравним их:
КГц;
КГц
Fb > Fв
Выберем напряжение питания исходя из следующего условия:
Е0=20 В
Напряжение в рабочеё точке:
Uко=0,45Е0=9 В
Зададимся коэффициентом усиления каскада К0=50, выберем из номинального ряда добавочные сопротивления R12, R13 равные 22 Ом, тогда коэффициент усиления каскада с учётом местной обратной связи будет равен:
, где
В итоге коэффициент усиления дифференциального каскада будет равен:
Вычислим приведённое сопротивление в цепи коллектора:
|
|
Ом
Найдём сопротивление цепи коллектора R4 и R5:
Ом
Выбираем из номинального ряда R4 = R5 = 270 Ом
Рассчитаем ток коллектора в рабочей точке:
мА
Рассчитаем значение сопротивления R14 в цепи эмиттера:
Ом
Выбираем из номинального ряда сопротивлений R14=62 Ом
Найдем входное напряжение дифференциального каскада:
В
мА
3.2. Расчет фазоинверсного каскада.
Рис.3. фазоинверсный каскад.
Данные полученные из предыдущих расчётов, необходимые для расчёта фазоинверсного каскада:
Uвых=1,95 В;
Rн=554 Ом;
мА;
мВт
Выбираемый транзистор VT1 должен удовлетворять следующим условиям:
Ркдоп≥30 мВт;
Uк>1,95 В;
Fпред>1 МГц.
В качестве VT1 выбираем транзистор КТ 358 Б со следующими параметрами:
H21=25-100;
Fпред=120 МГц;
Rвхоэ=100 Ом;
Uкэдоп=30 В;
Iкдоп=10 мА;
Iбдоп=15 мА;
Ркдоп=100 мВт;
Ск=10 пФ.
Найдём Н11 транзистора для заданных условий:
мА
Ом
Ом
Рассчитаем крутизну усиления транзистора:
;
;
см
Рассчитаем Fb и Fв и сравним их:
МГц;
КГц
Fb > Fв
Е0=20 В;
U0=0,4Е0=8 В.
Для обеспечения равенства обоих выходных сигналов, сопротивления R3 и R11 должны быть равными. R3 = R11; R/3 = R/11
Так как в качестве каскада предварительного усиления в дальнейшем будет использован каскад на операционном усилителе, рассчитаем сопротивления R3 и R11 исходя из условия:
RК=333 Ом
Выбираем из номинального ряда сопротивлений R3,R11=330 Ом
Рассчитаем приведённые сопротивления R/3 и R/11
Ом
Найдём входное сопротивление фазоинверсного каскада:
В
Коэффициент передачи фазоинверсного каскада:
Расчет каскада предварительного усиления на операционном усилителе ( DA 2)
Рис.4. каскад на ОУ
Выбираем операционный усилитель 1433УД1:
Uвых=8 В;
Fмах=100 МГц;
Eсм=5 мВ;
Еп=±15 В;
Iдоп=25 мА
Зададимся коэффициентом усиления К0=22, тогда входное напряжение каскада должно быть равно:
мВ
Выберем резисторы R10 и R9, для получения необходимого коэффициента усиления, исходя из условий:
Выбираем из номинального ряда сопротивлений R10=130 КОм, R9=6,2 КОм
Введём R2, R8 с целью выравнивания потенциалов для работы операционного усилителя, воспользовавшись условием:
UвхоКо=0,5Ео
Uвхо=0,45 мВ
мВ
Выбираем из номинального ряда сопротивлений R2=43 КОм, R8=1 КОм
Проверим, выполняется ли условие пригодности операционного усилителя по частоте:
МГц
1 МГц < 4.54 МГц, условие выполняется.
Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 68; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!