Минобрнауки россии

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»

(СПбГЭТУ)

Факультет компьютерных технологий и информатики

Кафедра систем автоматизированного проектирования

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Схемотехника»

На тему: «Высококачественный усилитель переменного тока»

Вариант 2

Выполнил Оценка

Студент гр. 9306 Проверил

Строев И А. Соколов Ю.М.

Дата

Санкт-Петербург

2011

Содержание

Техническое задание 3

1. Выбор схемы усилителя переменного тока. 4

1.1.Построение усилителя на основе инвертирующего решающего усилителя. 4

1.2.Схемная реализация усилителя на базе неинвертирующего РУ. 7

1.3.Построение усилителя на основе двух усилительных подсхем 10

2.Экспериментальное исследование усилителя переменного тока с использованием учебной лабораторной станции виртуальных приборов NI ELVIS 12

2.1.Усилитель на одном неинвертирующем решающем усилителе. 12

2.2.Усилитель на неинвертирующем и инвертирующем решающих усилителях 14

3.Моделирование усилителя переменного тока в системе Multisim. 15

3.1.Усилитель с одной усилительной подсхемой. 15

3.2.Усилитель с двумя усилительными подсхемами. 19

4.Проектирование мощного выходного каскада усилителя. 22

Заключение. 26

Список литературы. 27

Приложение 1: Принципиальная схема усилителя 28

Приложение 2: Перечень элементов 29

Техническое задание

Вариант 17

Характеристика	Обозначение	Значение
Коэффициент усиления в полосе пропускания	Ku	800
Нижняя граничная частота полосы пропускания	, Гц	100
Верхняя граничная частота	, кГц, не менее	22
Входное сопротивление	кОм	300
Постоянное напряжение на выходе	Uвых ,В, не более	2
Максимальный ток нагрузки	Iн м, А, не менее	1,2
Максимальное выходное напряжение	Uвых м, В, не менее	10

1. Выбор схемы усилителя переменного тока.

1. Построение усилителя на основе инвертирующего решающего усилителя.

Рис 1.1

Схема данного усилителя аналогична схеме инвертирующего РУ с разделительным конденсатором на входе, представленной на рис.1.2.

Рис.1.2

Примечание. ФГ – функциональный генератор,

АБ – анализатор Боде.

На рис.1.3представлены асимптотические ЛАЧХ операционного усилителя (график 1) и усилителя переменного тока (график 2), где - частота среза ОУ; - соответственно верхняя и нижняя граничные частоты полосы пропускания усилителяпеременного тока, на которых модуль коэффициента усиления снижается на 3 дБ по сравнению с максимальным значением; - полоса пропускания усилителя.

рис.1.3

Замечание. Частотная характеристика усилителя переменного тока (2) имеет спад в области нижних частот, обусловленный разделительным конденсатором С1, и спад в области верхних частот, обусловленный инерционными свойствами ОУ DA1 с характеристикой (1).

Коэффициент усиления и входное сопротивление усилителя переменного тока (см. Рис.1.3) в полосе пропускания определяются схемными функциями инвертирующего РУ.

; (1.1)

Это обусловлено тем, что сопротивлением разделительного конденсатора в полосе пропускания в первом приближении можно пренебречь. Из соотношений (1.1) при заданных схемных функциях усилителя определяются сопротивления резисторов схемы. При этом очевидно, что в усилителях переменного тока на инвертирующих РУ не удается получить одновременно большой коэффициент усиления Ku и большое входное сопротивление Rвх.

Частотная характеристика усилителя переменного тока в области нижних частот целиком формируется конденсатором С1, в области верхних частот она зависит от частотных свойств скорректированного ОУ (рисунок 1.3), при этом граничные частоты fH и fB определяются соотношениями:

; (1.2)

В полосе пропускания имеем обычный инвертирующий РУ, у которого

;(1.3)

Дано в ТЗ:

1)|K_u|=800

2)

На основании этих параметров из формулы (1.3) определим R2 и R1 и убедимся в невозможности практической реализации усилителя переменного тока на базе инвертирующего РУ:

R2==800*300 кОм = 240 МОм

Вывод:Сопротивление R2 очень большое (больше 10Мом), практически трудно реализуемое, поэтому в схеме рис.1.1 не удается получить одновременно большое входное сопротивление и большой коэффициент усиления, а следовательно, данная схема не подходит.