
- •Учебное издание
- •Проектирование аналоговых устройств на операционных усилителях Учебное пособие
- •Содержание
- •Предисловие
- •1. Введение
- •2. Значение, общая характеристика курсового проектирования и отчетность
- •2.1. Значение курсового проектирования
- •2.2 Общая характеристика проектирования
- •2.3. Организация работы и отчетность
- •2.4. Особенности взаимодействия студентов с преподавателем в нетиповых ситуациях
- •3. Характеристика заданий на курсовое проектирование
- •3.1 Задачи курсового проектирования
- •3.2 Характеристика заданий на курсовое проектирование
- •4. Рекомендации по подготовке к началу проектирования
- •5. Основные технические характеристики аналоговых усилителей
- •5.1 Испытательные сигналы для оценки основных характеристик
- •Искажения, вносимые усилителем гармонических сигналов
- •Искажения, вносимые усилителем импульсных сигналов
- •6.1.2. Основные параметры оу
- •6.1.2.1. Назначение операционных усилителей
- •6.1.2.2. Режим малого сигнала.
- •6.1.2.3. Режим большого сигнала
- •6.2.1.2. Режим малого импульсного сигнала
- •6.2.1.3. Режим большого гармонического сигнала
- •6.2.1.4. Режим большого импульсного сигнала
- •6.2.2. Инвертирующий каскад
- •6.3. Влияние второго полюса диаграммы Боде оу на характеристики базовых каскадов с равномерными ачх
- •6.4. Шумовые модели базовых каскадов на оу. Отношение сигнал/шум
- •6.4.1 Собственные шумы устройства
- •6.4.2 Шумовая модель оу
- •6.4.3 Шумовая модель каскада
- •6.5 Отношение сигнал/шум
- •6.6 Смещение нуля. Расчет коэффициента гармоник каскадов на оу
- •6.6.1 Смещение нуля на выходе оу
- •6.6.2 Оценка коэффициента гармоник базовых каскадов
- •7. Другие каскады с равномерными ачх
- •7.1. Фазоинверсный каскад
- •7.2. Самобалансирующийся каскад с симметричным входом и симметричным выходом
- •7.3. Каскад с симметричным входом и несимметричным выходом
- •7.4. Взвешенный многовходовый сумматор
- •7.5. Простейшие фильтры
- •7.5.1.Фильтры подавления помех
- •7.5.2. Простейший фазовый фильтр
- •7.5.3. Режекторный 2т - фильтр
- •8. Базовые каскады с неравномерными ачх. Корректоры
- •8.1. Назначение корректоров
- •8.2. Корректоры со скатом диаграммы Боде 6дБ/октава
- •8.3. Корректоры с подъемом диаграммы Боде 6дБ/октава
- •8.4. Корректоры с подъемами и спадами диаграммы Боде
- •8.5. Регуляторы частотных характеристик
- •8.5.1. Назначение и виды регуляторов частотных характеристик
- •8.5.2. Частотно-зависимые регуляторы громкости
- •8.5.3. Регуляторы тембра
- •9. Регуляторы усиления. Установка нуля на выходе устройства
- •9.1. Регуляторы усиления
- •9.2. Установка нуля на выходе устройства
- •10. Разработка структурной схемы устройства
- •10.1. Многокаскадные усилители
- •10.1.1. Определение числа каскадов и составление структурной схемы
- •10.1.2. Распределение линейных искажений по каскадам
- •10.1.3. Выбор операционного усилителя
- •10.2. Другие устройства и функциональные модули с равномерными ачх
- •10.3. Устройства и модули с неравномерными ачх
- •11. Электрический расчет и уточнение схемы устройства
- •11.1. Расчет сопротивлений резисторов. Выбор номиналов
- •11.2. Расчет смещение нуля. Уточнение схемы
- •11.3. Расчет емкостей разделительных и блокировочных конденсаторов
- •11.4. Оценка коэффициента гармоник
- •11.5. Расчет отношения сигнал/шум
- •11.6. Расчет итоговых характеристик проектируемого устройства
- •11.7. Выполнение принципиальной схемы и перечня элементов
- •12. Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение 1 оформление типового малоформатного курсового проекта п.1.1. Состав проекта
- •П.1.2. Пример титульного листа пояснительной записки
- •Микрофонный усилитель
- •«Проектирование аналоговых устройств»
- •П.1.3. Пример реферата реферат
- •П.1.4. Пример оформления содержания пояснительной записки
- •П.1.5. Пример оформления текстовой части пояснительной записки 3
- •1 Введение
- •2 Выбор структурной схемы микрофонного усилителя
- •3 Выбор типа операционного усилителя
- •4 Выбор номиналов элементов схемы
- •5 Расчёт смещения нуля
- •5.1 Расчёт смещения нуля входного каскада
- •5.2 Расчёт смещения нуля выходного каскада
- •6.2 Расчёт коэффициента гармоник выходного каскада
- •7 Расчёт отношения сигнал/шум
- •Входной каскад
- •Выходной каскад
- •Следовало провести расчет корректно, с учетом вклада шумов обоих каскадов.
- •8 Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а
- •Справочные данные операционного усилителя 140уд6а
- •Приложение б
- •Параметры микрофона мд78-а
- •Ачх микрофонного усилителя
- •Фчх микрофонного усилителя
- •Приложение 2 Ряды номинальных значений для резисторов и конденсаторов
Входной каскад
, (7.1)
,
, (7.2)
.
Эквивалентная спектральная плотность напряжения шума от всех источников, приведенная ко входу, определяется равенством:
Выходной каскад
Из приведенных расчетов следует, что результирующее отношение на выходе усилителя около 85 дБ, т.к. доля второго каскада в ухудшении отношения сигнал/шум составляет около 1 дБ. Это соответствует требованиям к аппаратуре второй группы сложности.
Следовало провести расчет корректно, с учетом вклада шумов обоих каскадов.
8 Заключение
спроектирован микрофонный усилитель для электродинамического микрофона МД - 78 со следующими параметрами:
коэффициент усиления 46 дБ,
коэффициент гармоник не превышает 0,5 % в рабочей полосе частот от 50 Гц до 10 кГц,
напряжение источника питания усилителя ±15 В,
отношение сигнал/шум – не менее 86 дБ.
Усилитель удовлетворяет требованиям технического задания, прост в реализации, соответствует второй группе сложности аппаратуры звуковоспроизведения, и может быть рекомендован для использования.
Список использованных источников
Колесов И.А. Усилительные устройства бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие. – Томск: ТМЦДО, 2003 – 79 с.
Колесов И.А. Усилительные устройства бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Учебное методическое пособие. –Томск: Издательство НТЛ, 2003. – 292 с.
Каратаева Н.А. Радиотехнические цепи и сигналы. Часть 1: Учебное пособие.- Томск: ТМЦДО, 2001. – 260 с.
Сидоров И.Н, Димитров А.А. Микрофоны и телефоны. Справочник. – М.:Радио и Связь,1993 – 152 с.
П. Шкритек. Справочное руководство по звуковой схемотехнике: Пер. с нем. – М.: Мир, 1991. – 446 с.
Павлов В.Н, Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. – М.:Горячая линия Телеком, 2003 – 320 с.
Приложение а
(справочное)
Справочные данные операционного усилителя 140уд6а
Таблица А.1 - Справочные данные операционного усилителя 140УД6А
Буквенное обозначение |
Параметр |
Значение |
Единица измерения |
K0 |
Коэффициент усиления |
70 |
В/мВ |
Uсм |
Напряжение смещения |
5 |
10-2 В |
ΔUtсм |
Дрейф напряжения смещения |
20 |
мкВ/ºС |
Iвх |
Входной ток |
30 |
нА |
Eп |
Напряжение питания |
+/-15 |
В |
Iп |
Потребляемый ток |
2,8 |
мА |
КОСФП |
Коэффициент ослабления синфазной помехи |
80 |
дБ |
f1 |
Частота единичного усиления |
1 |
МГц |
Rн min |
Минимально допустимое сопротивление нагрузки |
2 |
кОм |
Uвых.max |
Максимальное выходное напряжение |
12 |
В |
Vmax |
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения |
2,5 |
В/мкс |