- •«Операционный микроэлектронный усилитель»
- •Введение. Постановка задачи
- •1. Выбор и обоснование структурной и принципиальной схем оу
- •2. Расчёт принципиальной схемы оу
- •2.1 Последовательность расчёта
- •2.2 Расчёт эмиттерного повторителя
- •2.3 Расчёт дифференциального усилителя
- •2.4 Расчёт формирователя амплитуды
- •3. Расчёт параметров амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик и элементов их коррекции
- •4. Принципиальная схема оу и особенности ее практической реализации
- •5. Перечень элементов (компонентов) к принципиальной схеме
- •Заключение
- •Список использованных источников информации
3. Расчёт параметров амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик и элементов их коррекции
1) Задаваясь номинальными значениями коллекторной ёмкости CKи ёмкости коллектор-подложкаCKПвсех участвующих в формировании АЧХ транзисторов в интервале 1-3 пФ, а ёмкости база-эмиттерCБЭ- в интервале 10-30 пФ, рассчитывают входные динамические ёмкости повторителя на транзисторе Т13CВХ.П(63) и ФАCВХ.ФА(64) и находят ёмкостьC01(65) и активную проводимостьG01(66), на основании которых определяют частоту срезаfC1(67):
CK =2 пФ;
CKП = 2 пФ;
CБЭ =20 пФ;
пФ |
(63) |
пФ |
(64) |
пФ |
(65) |
нСм |
(66) |
кГц |
(67) |
2) Используя расчётную величину выходного сопротивления первого каскада RВЫХ.Пи определяя входное сопротивление второго каскадаR'ВЫХ.ФА(68) формирователя амплитуды, рассчитывают ёмкостьC02(69) и активную проводимостьG02(70) эквивалентной схемы ФА и находят его частоту срезаfC2(71):
кОм |
(68) |
нФ |
(69) |
мкСм |
(70) |
кГц |
(71) |
3) С помощью найденных частот среза fC1иfC2и коэффициентов передачиKДиКФАрассчитывают частотыfT1(72) иfT2(73) и строят в двойном логарифмическом масштабе АЧХ и в полулогарифмическом масштабе ФЧХ ДУ и формирователя амплитуды, а затем частоту единичного усиленияfT(74), АЧХ и ФЧХ ОУ в целом:
МГц |
(72) |
МГц |
(73) |
МГц |
(74) |
Строят АЧХ и ФЧХ.
(75) |
Рисунок 5. Теоретическая АЧХ ДУ.
(76) |
Рисунок 6. Теоретическая АЧХ ФА.
(77) |
Рисунок 7. Теоретическая ФЧХ ДУ.
(78) |
Рисунок 8. Теоретическая ФЧХ ФА.
4) Строят АЧХ и ФЧХ ОУ в целом:
(79) |
Рисунок 9. Теоретическая АЧХ ОУ.
(80) |
Рисунок 10. Теоретическая ФЧХ ОУ.
4) Определяют частоту среза fC(81) оптимально скорректированной АЧХ, удовлетворяющей требованиям устойчивой работы ОУ с цепью ООС произвольной глубины, на основании которой с использованием эквивалентной активной проводимостиG01(66) рассчитывают эквивалентную ёмкость коррекцииCКОР(82):
Гц |
(81) |
нФ |
(82) |
5) По полученной эквивалентной ёмкости коррекции CКОР(82) и коэффициенту передачиKФАформирователя амплитуды производят расчёт ёмкости корректирующего конденсатораC1(83), на основании которого и величины токаI0ДУ оценивают скорость нарастания выходного напряженияv(84) ОУ:
(83) |
(84) |
6) В заключение строят нормированную оптимально скорректированную АЧХ (85) ОУ и его результирующую ФЧХ (86):
(85) |
Рисунок 11. Оптимально скорректированная АЧХ.
(86) |
Рисунок 12. Результирующая ФЧХ.
4. Принципиальная схема оу и особенности ее практической реализации
Разработанная принципиальная схема ОУ, изображённая в Приложении, идентична схеме усилителя К140УД1А. Для выполнения требований технического задания не пришлось вносить каких-либо изменений, как-то: добавление и исключение резисторов, включение диодно-транзисторных структур и т.д.