Московский институт электронной техники

(технический университет)

Курсовая работа

Микромощный прецензионный усилитель

по курсу радиоэлектроники

Выполнил: cтудент гр. ЭКТ-36 Кириков А.И.

Проверил: Ильенков

<< Москва 2001>>

Задание

Спроектировать усилитель согласно требованиям:

Коэффициент усиления – 1000

Нестабильность

Мах. Амплитуда входного сигнала – 5мВ

Диапазон рабочих частот

Коэффициент частотных искажений

Сопротивление источника сигнала --

Сопротивление нагрузки --

Диапазон температур --

Введение

Прецензионный ( высокоточный ) усилители (ПУ) отличаются стабильностью

в заданном диапазоне рабочих частот и температур. ПУ широко используются в системах сбора данных, в устройствах выборки и хранения сигналов, телеметрических системах и измерительной технике.

Источниками сигналов для ПУ обычно являются различного вида датчики. Сигналы поступающие в ПУ характеризуются частотным спектром и динамическим диапазоном. При проектировании ПУ необходимо:

-- выбрать тип операционного усилителя (ОУ)

-- рассчитать число каскадов ПУ

-- определить требования к стабильности коэффициента передачи цепи отрицательной обратной связи (ООС) в каждом каскаде.

Выбор типа ОУ.

Основные параметры ОУ должны удовлетворять условиям:

-- max выходное напряжение ОУ;

-- скорость нарастания выходного напряжения ОУ;

-- допустимое напряжение нагрузки ОУ;

;

;

, где -- число каскадов ПУ,

-- ток, потребляемый ОУ (в паспорте на микросхему).

После расчетов получим:

а); ;

; ;

б) Принимаем типовые значения :

; ; ;

Для разных считаем и :

; , но -- не подходит

; , но -- не подходит

, но -- подходит

(для расчета использовалась формула )

Потребляемый ток равен

;

По полученным параметрам выбираем операционный усилитель типа 154УД1А.

Уточняем принимая и :

%

Схема подключения:

Расчет элементов схемы.

В случае .

Резисторы выбираем учитывая, что , где :

; ;

Номиналы конденсаторов вычисляем по формуле :

,выбираем ; ;

, выбираем ;

, выбираем ;

-- постоянная времени RC-цепи, образованной разделительным конденсатором, выходным сопротивлением предыдущего каскада и

входным сопротивлением последующего каскада.

Анализ параметров ПУ.

Коэффициент усиления является одним из наиболее важных параметров ПУ. Однако значение может меняться под действием дестабилизирующих факторов, главным образом вследствие изменения температуры окружающей среды. Относительное изменение характеризуется его нестабильностью .

При одинаковых коэффициентах усиления каждого каскада ПУ величины и

определяются системой уравнений :

где -- число каскадов; -- коэффициент усиления каждого каскада.

Вычисляя получим:

Значение коэффициента усиления одного каскада с отрицательной обратной связью на частоте определяется выражением :

,

где --верхняя граничная частота одного каскада ПУ

-- частота единичного усиления (в паспорте на микросхему)

Вычисляя получим: Гц,

Коэффициент частотных искажений(он характеризует доп. погрешность на частоте ) равен :

Использование разделительных конденсаторов позволяет устранить усиление постоянного напряжения и избежать искажений сигнала. Однако их применение приводит к уменьшению коэффициента усиления на нижних частотах рабочего диапазона и дополнительной погрешности , величина которой на частоте оценивается коэффициентом :

Для нескольких разделительных конденсаторов ;

Список используемой литературы :

1.Методические указания к курсовому проектированию по радиоэлектронике

под ред. В.А. Кустова

2.Справочник по элементам радиоэлекроники.

Позиц.

Обозн. Наименование Кол. Примеч

1 Микросхема 154УД1А

2 Конденсатор К10-17-1а-М47-16пФ5% ОЖО.460.107.ТУ 2

3 Конденсатор К10-17-1а-М47-33пФ5% ОЖО.460.170.ТУ 1

4 Конденсатор К10-17-1а-М47-2.2пФ5% ОЖО.460.170.ТУ 1

Резисторы

5 С2-36-0.25-100КОм0.5%-А-Н-В ОЖО.467.89 ТУ 4 R2,R3,R5,R7

6 С2-36-0.25-10КОм0.5%-А-H-В ОЖО.467.089 ТУ 3