Расчет частотных искажений на нижних частотах.

«Частотные искажения (ЧИ) это изменения коэффициента усиления в пределах полосы рабочих частот. ЧИ оцениваются коэффициентом частотных искажений на нижней М_Н и верхней М_В граничных частотах и зависят от реактивных элементов усилителя».

Коэффициент частотных искажений на нижних частотах определяется наличием разделительных конденсаторов (дифференцирующих цепочек) в схеме усилителя это С1, С2, С6, С7, С8, С9. Переходные конденсаторы устраняют влияние параметров ОУ на постоянном токе на работу усилителя, делая коэффициент усиления каскада на постоянном токе К_К==1. Расчет переходных конденсаторов сводится к получению заданного М_Н =К_К/К_Кн .

М_Н=М_нС1*М_НС2*М_нС6*М_нС7*М_нС8*М_нС9.   

М_нС=√1+1/(w_н CR_∑)² ; C≥1/(w_н R_∑√M²_нС-1)

R_∑=R_лев+R_пр – сумма резисторов слева и справа от конденсатора.

Предполагая, что все конденсаторы вносят одинаковые частотные искажения, найдем коэффициент ЧИ одного конденсатора

М_нС= _Н= =1,045; C≥1/(4,16 R_∑)=0,24/ R_∑

Определим R_∑ и емкость для каждого конденсатора

С1 - 0+R1= 5,1 кОм;                                С1= 47 мкФ;

C2 - R_Г+R3= (300+2000) кОм;                 С2=0,1 мкФ;

C6 - 0+R6= 5,1 кОм;                                 С6= 47 мкФ;

C7 - R_{вых ОУ1}+R7=0,020+10=10,02 кОм;   С7= 24 мкФ;

C8 - R_{вых ОУ2}+R10=0,012+10=10 кОм       С8= 24 мкФ;

C9 - R_{вых УС} +R_Н=0,16+250=250 Ом         С9=1000 мкФ.

Конденсаторы емкостью >5 мкФ, по габаритным показателям лучше брать полярные, но полярности в точках схемы рассчитать или создать достаточно трудно. Для получения неполярного конденсатора включаются два полярных последовательно встречно (плюс к плюсу), при этом емкость уменьшается в два раза. Получается:

С1, С6 - по два конденсатора емкостью 100 мкФ;

С7, С8 – по два конденсатора емкостью 50 мкФ;

С9 - два конденсатора емкостью 2000 мкФ

 

Расчет частотных искажений на верхних частотах.

Частотные искажения на верхних частотах обусловлены частотными свойствами транзисторов, операционных усилителей для подстройки заданного значения используется конденсатор С3 в первом каскаде.

М_В= М_{в ОУ1}* М_{в ОУ2}* М_{в ОУ3}* М_{в ТР}* М_{в С3}.

М_{в ОУ1}=(1+(К_К1/K_f)²)^0,5=(1+(30/250)²)^0,5=1,0072

М_{в ОУ2}=(1+(К_К2/K_f)²)^0,5=(1+(16/250)²)^0,5=1,002

М_{в ОУ3}=(1+(К_К3/K_f)²)^0,5=(1+(8/250)²)^0,5=1,0005

М_{в ТР}=(1+(f_в/f_h21)²)^0,5=(1+(40*10³/100*10⁶)²)^0,5 ≈1,0

Найдем ЧИ за счет активных элементов схемы

М_вА= М_{в ОУ1}* М_{в ОУ2}* М_{в ОУ3}* М_{в ТР}=ЧИ на верхних частотах1,0095.

Оставшиеся ЧИ на верхних частотах отнесем к конденсатору С3

М_{в С3}= М_В/М_вА=1,2/1,0095=1,189   

C3=(M_в² _С3-1)^0,5/(w_В R2)=(1,41-1)^0,5 /(6,28*40*10³*150*10³)= 17 пФ.

 

 

Корректировка коэффициента усиления.

Коэффициент усиления каскада определяется двумя резисторами, каждый из них может иметь сопротивление отличающееся на ±10% от номинального, поэтому К_К может иметь разброс ± 20%.

У трех каскадов разброс значения К_У может достигать ±60%.

Для компенсации разброса мы рассчитанный резистор второго каскада R2 =75 кОм заменим  на два R8 и R9 по новой индексации.

При  чем R8 переменный резистор (потенциометр), который меняет свое сопротивление на 120% от расcчетного  R2.  R8=1,2*R2=90 кОм  Резистор R9 имеет сопротивление 40% от расчетного R9=0,4 R2=0,4*75=30 кОм.

Коэффициент усиления второго каскада изменяется:

К_{К2 мин}=1+(R8+R9)/R6=1+(0+30)/5,1=7,

К_{К2 мак}= 1+(R8+R9)/R6=1+(90+30)/5,1=25

---

Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 33; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!