2.2 Усилитель с двумя усилительными подсхемами

Построим схему рис. 2.2.1 в системе Multisim.

Рис. 2.2.1 «Схема рисунок 3.1, построенная в системе Mutisim. Модель усилителя переменного тока на базе инвертирующего и неинвертирующего РУ»

На рисунке 2.2.2 показано определение коэффициента усиления усилителя в полосе пропускания по ЛАЧХ модели усилителя переменного тока с одной усилительной подсхемой на базе двух усилительных подсхем. Его значение К_U = 1164.

Рисунок 2.2.2 «Определение коэффициента усиления в дБ по ЛАЧХ модели»

Измеренный в cиcтеме Multisim коэффициент усиления K_U = 1164.13 не сильно отличается от указанного в задании K_U = 1200 с учётом погрешности.

_{На рис. 2.2.3 и рис. 2.2.4 показано определение соответственно нижней и верхей граничных частот по ЛАЧХ модели усилителя тока с одной усилительной подсхемой на базе неинвертирующего РУ:}

_{fн =29,65 (Гц); fв =20,153 (кГц)}

Рисунок 2.2.3 «Определение нижней граничной частоты по ЛАЧХ модели»

Для определения нижней граничной частоты определяем частоту для

K_U – 3 (дБ) = 57 (дБ), сдвигая курсор влево. Измеренное в системе Multisim значение f_н = 29,652 (Гц) соответствует указанному в техническом задании f_н = 30 (Гц) с учётом погрешности.

Рисунок 2.2.4 «Определение верхней граничной частоты по ЛАЧХ модели»

Для определения верхней граничной частоты определим частоту для

K_U – 3 (дБ) = 57 (дБ), сдвигая курсор вправо.

Измеренное в Multisim значение f_в = 20,153 (кГц) удовлетворяет условию f_в ≥ 17 (кГц) с учётом погрешности, схема подходит.

Вывод:

Так как верхняя частота f_в = 20,153 (кГц) для данной модели соответствует техническому заданию, в котором f_в ≥ 17 (кГц) c учётом погрешности и нижняя частота f_н = 29,652 (Гц) для данной модели соответствует техническому заданию, в котором f_н = 30 (Гц) с учётом погрешности, то можно сделать вывод, схема 3.1 подходит. Данный усилитель имеет высокую частоту 𝑓в и большую полосу пропускания всего усилителя.

3. Эксперемнтальное исследование усилителя переменного тока в системе «ni elvis»

На третьем этапе проектирования проводится экспериментальное исследование усилителя переменного тока в системе NI ELVIS. Результаты этого исследования должны соответствовать результатам моделирования в системе Multisim. В данной работе эта глава рассматривается на основании данных, представленных в методических указаниях.

Рисунок 3.1 – Экспериментальные частотные характеристики коэффициента усиления усилителя переменного тока, реализованного на базе неинвертирующего РУ, полученные с использованием системы NI ELVIS

В качестве примера на рисунке приведены полученные с использованием системы NIELVIS экспериментальные частотные характеристики коэффициента усиления усилителя переменного тока, реализованного на базе неинвертирующего РУ. С помощью курсора определяем верхнюю граничную частоту полосы пропускания усилителя  и убеждаемся, что она невелика (1 кГц). Это обусловлено тем, что при использовании одного неинвертирующего РУ в качестве усилителя переменного тока удается получить одновременно большой коэффициент усиления и большое входное сопротивление усилителя, но при этом возникают трудности в реализации высокой верхней граничной частоты . Как следует из частотной характеристики усилителя переменного тока, чем выше коэффициент усиления усилителя переменного тока, тем меньше у него верхняя граничная частота . Следовательно, схема усилителя на базе одного неинвертирующего РУ не подходит, так как не удается получить необходимую высокую верхнюю граничную частоту совместно с большим коэффициентом усиления и большим входным сопротивлением усилителя.

Усилитель на инвертирующем и неинвертирующем РУ обеспечивает достаточный коэффициент усиления, верхнюю и нижнюю граничную частоту. Данный усилитель подходит для выполнения данной работы.