4. Рекомендации по подготовке к началу проектирования

1. Получив задание на курсовое проектирование, студент должен детально разобраться с его содержанием и установленными сроками отчетности по этапам проекта. Особое внимание следует обратить на физический смысл перечисленных в задании параметров функционирования (качественных показателей), на физическую природу их “возникновения”, на требования по допускам на реализацию требуемых параметров проектируемого устройства. Для этого нужно внимательно изучить соответствующие разделы теоретического курса по качественным показателям аналоговых устройств вообще и по показателям проектируемых модулей и устройств в частности.

2. следует проанализировать (в том числе, ознакомившись по литературе со структурными схемами и принципами работы подобных устройств, систем в которые они входят) особенности взаимодействия в работе проектируемого устройства с другими блоками по функциональной схеме. Представить возможные вариации в процессе эксплуатации разрабатываемого устройства в источниках сигнала, нагрузки, наличия или отсутствия необходимости разделительных цепей и других особенностей сопряжения с возможными источниками сигналов и нагрузок. Сформулировать в случае необходимости дополнительные (к техническому заданию) требования. Эти требования должны обеспечивать нормальное функционирование разрабатываемого устройства. Например, следует определить:

• вид предполагаемой конструктивной реализации;

• необходимость и пределы плавной и ступенчатой регулировок усиления,

• необходимость регулировки смещения по вертикали для усилителя канала вертикального отклонения луча осциллографа (если они не были заданы в техническом задании);

• необходимость формулировки требования по понижению уровня собственных шумов нормирующего усилителя УВЗ (может потребовать применения малошумящих ОУ) и др.

3. Ознакомиться с основами теории базовых схем функциональных модулей на ОУ, с порядком расчета и с расчетными соотношениями для проектируемого устройства, с формулировкой требований к выбираемым ОУ на основе заданных параметров функционирования разрабатываемого устройства.

В частности необходимо детально разобраться с основами теории неинвертирующего и инвертирующего каскадов на ОУ [5, 7, 18-21]:

• с используемыми видами обратных связей (ОС) и вытекающими из этого свойствами каскадов;

• с обеспечением устойчивости каскадов с глубокими ОС;

• с мерами для оценки усилительной способности каскадов и связью верхней частоты рабочего диапазона частот при отведенном на каскад коэффициенте частотных искажений с частотой единичного усиления ОУ;

• с влиянием максимальной скорости нарастания выходного напряжения ОУ на достижимые амплитуды выходных напряжений усилителей гармонических и импульсных сигналов;

• с изменением достижимой амплитуды выходного сигнала каскада в зависимости от напряжения смещения нуля на выходе каскада и связь напряжения смещения нуля с параметрами ОУ и каскада;

• с предельными оценками коэффициентов гармоник в каскадах на ОУ;

• с отношением сигнал/шум, шумовыми моделями каскадов и параметрами ОУ и каскадов, определяющими это отношение.

Следует также разобраться с критериями выбора ОУ, в том числе с выбором частоты единичного усиления, как по усилительной способности, так и по требуемой погрешности реализации характеристик в заданном диапазоне частот. Для этого следует познакомиться с основами теории функциональных модулей с неравномерными амплитудно-частотными характеристиками (АЧХ) на примере усилителей-корректоров АЧХ [19].

4. Далее необходимо тщательно ознакомиться со справочными данными операционных усилителей (ОУ), по крайней мере, по двум справочникам [9, 10], внимательно изучив разделы “обозначения и сокращения” и “Основные параметры операционных усилителей”. Такая необходимость диктуется несколькими обстоятельствами. Первое обусловлено тем, что при изучении раздела по ОУ в теоретической части дисциплины обычно ограничиваются неполным набором основных характеристик ОУ [6, 21, 22], что оказывается недостаточным для проектирования. Второе  связано с тем, что в справочной литературе разных лет выпуска по-разному даются и обозначаются подобные справочные характеристики ОУ. Третье  разными фирмами приняты разные критерии оценки основных параметров ОУ, что приводит к необходимости пересчетов параметров для сравнения возможностей применения ОУ в проекте. Четвертое  в справочных параметрах ОУ разных фирм некоторые параметры (например: спектральная плотность входного шумового тока; частота сопряжения спектральной плотности ЭДС шума, приведенной ко входу, и спектральной плотности фликкер-шума) могут задаваться как непосредственно, так и опосредовано (в том числе с помощью графических частотных зависимостей или расчетных соотношений).

5. Подобрать необходимую для выполнения проекта литературу (в том числе справочники и стандарты).