5.2 Расчёт смещения нуля выходного каскада

Для расчёта смещения нуля используем модель схемы (Рисунок 5.1), т.к. в таком каскаде при одинаковых и. основную роль в смещении напряжения нуля на выходе играет ток сдвига [1, 3, 5].

Модель составлена неправильно:

генератор тока должен быть подключен к каждому из входов ОУ;

должен быть не генератор ,

а генератор .

Рисунок 5.2—Эквивалентная модель выходного каскада

Рассчитаем смещения нуля напряжения в диапазоне рабочих температур.

напряжение смещения нуля на выходе усилителя 2мВ. минимальная амплитуда номинального напряжения сигнала на выходе согласно техническому заданию составляет 100 мВ, т.е. усилитель не вносит существенные нелинейные искажения в выходной сигнал. Из этого следует, что дополнительных мер для уменьшения напряжения смещения нуля на выходе не требуется.

Предельный коэффициент ослабления синфазной помехи при идеальной балансировке плеч усилителя определяется соотношением

.

С пециальная балансировка выходного каскада не производится. С учетом разброса параметров элементов реальный коэффициент ослабления синфазной помехи составляет не менее 60% от идеального:

=0,6∙(80+∙20)=60Дб.

Это значение удовлетворяет требованиям ТЗ.

6 Расчёт коэффициента гармоник

6.1 Расчёт коэффициента гармоник входного каскада

О пределим глубину обратной связи с помощью диаграммы Боде (Рисунок 6.1).

Рисунок 6.1  диаграмма Боде для входного каскада

Функцию напряжения на выходе можно аппроксимировать полиномом вида [1]:

?????

(6.1)

Т. к. амплитудная характеристика ОУ несимметрична, коэффициенты превалирующими будут чётные гармоники. Следовательно, коэффициент второй гармоники ориентировочно не будет превышать

(6.2)

где - максимально достижимая амплитуда выходного напряжения ОУ при коэффициенте гармоник 5-10%, определяемая меньшим из значений низкочастотного и высокочастотного [2].

Т.к. на выходе микрофонного усилителя = 4 В, то на выходе входного каскада = 0,2 =0,28 В (т.к. ).

П

?????

ри максимально-допустимом выходном напряжении ОУ напряжении коэффициент гармоник составляет не более 10 . По диаграмме Боде на рисунке 6.1 определим глубину обратной связи:

6.2 Расчёт коэффициента гармоник выходного каскада

О

Это можно было сделать и на рис. 6.1.

пределим величину обратной связи с помощью диаграммы Боде (Рисунок 6.2).

Рисунок 6.2— диаграмма Боде для выходного каскада

Суммарный предельный коэффициент гармоник двух каскадов не превышает суммы

.

Такой коэффициент гармоник удовлетворяет ТЗ: он не превышает 0,5%.

7 Расчёт отношения сигнал/шум

Функциональные модули усиления и обработки сигналов звукового диапазона частот в усилительном устройстве на выходе кроме усиленного сигнала имеют собственные шумы за счет тепловых шумов резисторов схемы и шумов активных элементов. Наличие этих шумов приводит к ухудшению качества воспринимаемой слушателем звуковой картины[1].

Для описания шумовых свойств используется эквивалентная шумовая модель каскада (Рисунок 7.1).

-

+

+

Рисунок 7.1  Эквивалентная шумовая модель каскада

Произведем оценку отношения сигнал/шум, используя соотношения, приведенные в [2].