Категория
Информатика
Тип
реферат
Страницы
7 стр.
Дата
14.06.2013
Архив
657974.zip — 111.04 kb
  • usilitel-vertikalnogo-otklonenija-oscillografa_657974_1.DWG — 47.5 Kb
  • usilitel-vertikalnogo-otklonenija-oscillografa_657974_2.doc — 187.5 Kb
Оцените работу
Хорошо  или  Плохо


Текст работы

Файл 1
Российская коллекция рефератов (с) 1996. Данная работа является неотъемлемой частью универсальной базы знаний, созданной Сервером российского студенчества - .

Министерство общего и профессионального образования РФ
Уральский государственный технический университет
Кафедра ФМПК

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОННОГО УСИЛИТЕЛЯ
Пояснительная записка
19.02 520000 012 ПЗ

Студент: Лебедев В.В.
Руководитель: Стрекаловская З.Г.
Н. Контролёр Замараева И.В.
Группа: ФТ-429

Екатеринбург
1998 г.

Содержание

Стр.
1. Введение 3
2. Техническое задание 3
3. Справочные данные на элементы 4
4. Структурная схема усилителя 5
5. Расчёт входного делителя 6
6. Расчёт предусилителя 7
7. Расчёт фазоинвертора 9
8. Расчёт оконечного каскада 11
9. Расчёт граничных частот 15
10. Заклячение 16
11. Библиографический список 17
12. Приложения 18

Введение.

Согласно техническому заданию, требуется спроектировать и рассчитать широкополосный электронный усилитель, работающий на симметричную нагрузку, обеспечивающий на выходе усиленный входной сигнал с допустимыми искажениями

Техническое задание.

Входной сигнал:
Экспоненциальный импульс отрицательной полярности.
Uвх=(10(500)мВ
(и=5мкс

Выходной сигнал:
Uвых=250В

Нагрузка:
Rн=250кОм

Входное сопротивление:
Rн>100кОм

Элементная база:
Использовать ИМС.

Диапазон температур:
T=(20(20)0C

Справочные данные на элементы.

Микросхемы

Микросхема 140УD5А
UUпит=(12В
КуU=1500(125000
Rвх=100кОм
Rвых<1кОм
f1=15мГц
Uвых<(4В

Микросхема 140УD10
UUпит=((5(16)В
КуU=50
Rвх=1мОм
Rвых<1кОм
f1=15мГц

Транзистор 2Т888А
UКЭмах=900В
(=0.976
(=40
fв=15мГц
Uвых<(10В
IКб0<10мкА
IКмах=100мА
PКмах=7Вт (с теплоотводом)
Ск=45пФ
Тип p-n-p

Структурная схема усилителя

Исходя из технического задания, была выбрана структурная схема усилителя рис.1

Структурная схема усилителя

Uвх Входной Предусилитель
Делитель

Фазоинвертор Оконечный
каскад

Рис.1

Входной делитель даёт возможность делить входной сигнал в соотношениях 1:1, 1:10, 1:50.

Предусилитель обеспечивает большой коэффициент усиления при минимальных искажениях.

Фазоинвертор обеспечивает на выходе одинаковые по модулю и разные по фазе напряжения.

Оконечный каскад обеспечивает усиление мощности сигнала для эффективного управления нагрузкой. Так как он вносит в сигнал максимальные искажения, то его коэффициент усиления этого каскада выбирают небольшим.

Входной делитель
С1

R1

C2 R2 C3 R3

Рис №2
Зададимся
R1=100кОм
С1=220пФ

K1= 0.1 ( коэффициент деления 1:10)
K2=0.02 ( коэффициент деления 1:50)

C1R1= C2R2= C3R3

R2=R1*K1/(1-K1)
R3=R1*K2/(1-K2)
R2=11кОм
R3=2кОм

Рассчитаем СI
Пусть С1=220пФ
Тогда С2=С1*R1/R2=2нФ
С3=С1*R1/R3=10.8 нФ

Номинальные значения:
R2=11кОм С2=2 нФ
R3=2кОм С3=11 нФ

Предварительный усилитель

C1 DA1 C2 DA2 C3 DA3

( ( (
( ( (

R2 R4 R6 R7
R1 R3 R4

Рис. 3

Первый и второй каскад (DA1,DA2) предусилителя идентичны и построены на ОУ 140УД5А

Расчёт ведем для одного каскада.

Коэффициент усиления ОУ определяется по формуле:
Возьмём коэффициент усиления DA1 и DA2 K01*=16
Возьмем R1=10 кОм
Тогда: R2=R1(K0-1)= 150кОм

Верхняя граничная частота при K0=16, fВ=5МГц (справ. данные)

Нижняя граничная частота при C1=1мкФ

Возьмём С4=С5=1 мкФ R7=100кОм R6=33кОм

Третий каскад (DA3) предусилителя построен на ОУ 140УД10

В последним третьем каскаде введена регулировка коэффициента усиления всего усилителя. Зададимся условием чтобы его минимальный коэффициент усиления был равен: К0=3 он зависит от величен сопротивлений R5 и R6
При R5=10кОм и R6=20кОм коэффициент усиления составит K0min=3

Пусть максимальный коэффициент усиления составит K0мах=4

Следовательно R7=R5(K0min-1)-R6=10кОм
Верхняя граничная частота при K0=4, fВ=5МГц (справ. данные)
Нижняя граничная частота при C3=1мкФ

Параметры всего ПУ
Коэффициент усиления всего ПУ: K0=K01K02K03
K0max=K01K02K03=1024
K0min=K01K02K03=768

Верхняя граничная частота:
FВПУ=2.9 МГц

Нижняя граничная частота
fн= f1+f2+f3=5Гц

Расчёт фазоинвертора:
С2 DA1
(

(
Вх
R2

C1 R1 DA2
(
(

Рис. 4
Фазоинвертор построен на 2x- ОУ 140УД10

DA1- включен как повторитель
DA2 - включен как инвертор

Коэффициент усиления повторителя К01=1

Коэффициент усиления инвертора К02"1 когда R2<<R1

Пусть R1=10кОм и R2=1кОм ( K02"1

Для обеспечения симметричного выхода сделаем R2 - переменным сопротивлением

Верхняя граничная частота для 140УD10 - равна 15МГц

Нижняя граничная частота равна:

Необходимо чтобы FН1=FН2 (нижние граничные частоты обоих плеч были одинаковые )

Вожмём С1=1мкФ тогда:

Т.К. RВХповт=RВхоу=1 МОм=100R1,
то чтобы FН1= FН2 следует взять С2=0,01C1=0.01 мкФ

Расчёт оконечного каскада

R1 Rк
Cc2 Cc4
Cc1 Cc3
VT1 VT2

R2 Rэ
CЭ Rэоб

Рис. 5
Принципиальная схема оконечного каскада изображена на рис.3
Поскольку у нас симметричная нагрузка то будем вести расчёт на одно плечо.
Уравнение линией нагрузки будет выглядеть следующим образом:
IКмах=40мА

Динамическая линия нагрузки транзистора
I мА
40

Р.Т.
20

0 100 350 700 UкэВ

Рис. 4
Возьмем RЭ=4кОм и RК=13.5кОМ

Рабочая точка: IК0=20мА UКЭ0=350В

Найдем рассеиваемую мощность
PRк=5.4Вт и PRэ=I2Э0*RЭ=1.7Вт

Произведём расчёт базового делителя:
Пусть Iдел=5мА
UЭ0= IЭ0*RЭ=20мА*4кОм=82В - напряжение на эмиттере
UБ0= UЭ0*UБЭ=82.5В - напряжение на базе
R2= UБ0/Iдел=16400"16 кОм
R1=112272 Ом"110 кОм

RБ"14кОм

Найдём коэффициент термонестабильности NS=1+RБ/RЭ=4,6
Определим крутизну
S=IК0/м*(т=256мА/В

Рассчитаем gэкв
gК=1/RК=1/13.5=7.4*10-5 Cм
gн=1/Rн=4*10-6 Cм
gi=h22=(1+()IКбо/UКэо=1.177*10-6 Cм
gэкв=gi+gн+gк=7.93*10-5 Cм

Рассчитаем коэффициент усиления
KO=S/gэкв=3228

Введём О.О.С. разделив сопротивление RЭ
Пусть K0*=30 тогда K0*= K0/1+(*K0
(=RЭ/RК=0.033 RЭ - сопротивление О.О.С.

RЭ=(* RК=445Ом ( RЭ1=RЭ-RЭ"4кОм-430Ом"3,6кОм
F=1+(*K0=107.5 - глубина обратной связи

Входная проводимость:
G11= IК0/м*(т*(=6.4*10-3
(т - тепловой потенциал
rвх =1/g11=156 Ом
rэ=(т/IЭо=1.27Ом

сопротивление базы транзистора
rБ=rвх-(rЭ=105Ом

Расчёт по переменному току:

Найдём нижнюю частоту

Расчёт граничных частот

Рассчитаем верхнюю частоту всего усилителя по формуле:

Обеспечим при этом длительность фронта равной:

(Ф=0.35/fВ=0.34 мкс

что для (И=5мкс составляет менее 7%

Рассчитаем нижнюю частоту всего усилителя по формуле

fн= fнпр+fнфаз+fнокон=5+16+260=281Гц
Для предварительного усилителя
(нпр=С4*Rвх=0.1с
fнпр= 1/(2(*(нпр)=1.6 Гц
Для фазоинвертора
(нфи=С7*R10=0.01с
fнфи= 1/(2(*(нфи)=16 Гц
Для предоконечного каскада
(нпре=С8*Rвх=1с
fнпре= 1/(2(*(нпре)=0.2 Гц
Для оконечного каскада
fнокон=260 Гц

RЭоб=0.5RЭ1=1780Ом

Расчет транзисторов на мощность

Обозначение
Рассеиваемая мощность
Примечания
R1
0.0625 мкВт

R2
0.625 мкВт

R3
2,5 мкВт

R4
17мкВт

R5
5мкВт

R6
0.272мВт

R7
80мкВт

R8
0.435мВт

R9
1.7мВт

R10
10мВт

R11
0,14Вт

R12
0.18Вт

R13,R20
0.91Вт

R14,R21
0.4Вт

R15,R19
5.4Вт
Необходим радиатор
R16,R18
1.7Вт

R17
1Вт

Заключение
В ходе данной работы был спроектирован электронный усилитель, позволяющий усиливать переменное напряжение. Параметры данного усилителя соответствуют техническим требованиям.

Библиографический список.
1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник. Под.ред. А.В.Голомедова. Москва,; Радио и связь, 1994
2. Интергральные микросхемы. Операционные усилители. Справочник. Москва,; ВО "Наука",1993.

1<</p>



Ваше мнение



CAPTCHA