2 Расчет параметров схемы

2.1 Предварительный расчет корректирующей части

Общий коэффициент усиления корректирующего усилителя, состоящего из последовательно соединенных звеньев (корректирующих цепей) равен произведению их коэффициентов усиления (если же коэффициенты усиления выражены в дБ, то их сумме).

Корректирующий усилитель должен обеспечивать коэффициент усиления:

- на нижних частотах 50 дБ;

- на средних частотах 38 дБ;

- на высших частотах 46 дБ.

Т.к. усилителям-корректорам сложнее работать на нижних частотах, то обеспечим на них одинаковый коэффициент усиления обоих корректирующих каскадов.

Исходя из этого начальный коэффициент усиления для первого корректирующего звена H1 (или K1) примем равным 20 дБ, для второго H2 (или K2) - равным 10 дБ.

Комплексный коэффициент усиления для первого звена можно вычислить по формуле (1):

, (1)

где p - оператор Лапласа;

- комплексный коэффициент передачи первого звена корректирующего усилителя;

, - комплексные сопротивления цепи обратной связи первого звена корректирующего усилителя.

,

.

Подставляя выражения для Z1(p) и Z2(p) в формулу (1) после необходимых преобразований, получим:

,

,

где

, (2)

, (3)

. (4)

Исходя из желаемой характеристики коррекции, начальный коэффициент усиления первого звена корректирующего усилителя K1 = 300, f1 = 30 Гц и f2 = 160 Гц. Следовательно, , .

Задаем значение свободно выбираемому элементу. При этом нужно помнить, что минимальное сопротивление нагрузки ОУ должно быть не менее 2 кОм.

Пусть R2 = 1 кОм, тогда подставляя значения для K1 и R2 в уравнение (2) и решая его относительно R2, получим:

.

Решаем совместно уравнения (3) и (4):

, откуда

.

Комплексный коэффициент усиления для второго звена можно вычислить по формуле (5):

, (5)

где p - оператор Лапласа

- комплексный коэффициент передачи второго звена корректирующего усилителя;

, — комплексные сопротивления цепи обратной связи второго звена корректирующего усилителя.

,

.

Подставляя выражения для Z3(p) и Z4(p) в формулу (5) после необходимых преобразований, получим:

, (6)

, (7)

. (8)

Исходя из желаемой характеристики коррекции, начальный коэффициент усиления второго звена корректирующего усилителя, K2 = 200, f3 = 3 кГц и f4 = 7.5 кГц. Следовательно, , .

Задаем значение свободно выбираемому элементу. Пусть , тогда подставляя значения для и в уравнение (6) и решая его относительно , получим:

.

Решаем совместно уравнения (7) и (8):

,

.

.

2.2 Предварительный расчёт усилителя мощности

На частоте 25 кГц усилитель мощности должен обеспечивать падение АЧХ с 46 дБ до 0. Для этого следует применить цепь отрицательной обратной связи.

Выбрав значение R₁ = 1 кОм, для обеспечения 20 дБ равномерной частотной характеристики, получаем R₂ = 10 кОм.