- •Содержание
- •Введение
- •1 Бестрансформаторный усилитель мощности
- •2. Двухтактный трансформаторный усилитель мощности на биполярном транзисторе Исходные данные для расчёта:
- •Выбор схемы.
- •2. Проверим заданный по условию транзистор на соответствие условиям эксплуатации.
- •3. Выбор рабочей точки транзистора vt1 по постоянному току.
- •4.Наклон желаемой нагрузочной прямой по переменному току vt1.
- •5.Расчет мощности коллекторной цепи vt1.
- •6. Расчет нелинейных искажений.
- •7. Расчет элементов температурной стабильности.
- •9. Выбор радиатора.
- •10. Расчет входных параметров каскада.
- •3.Однотактный трансформаторный усилитель мощности на биполярном транзисторе
- •2. Выбор типа транзистора vt1.
- •3. Выбор положения рабочей точки vt1 по постоянному току.
- •4. Расчет резисторов Rэ, Rф.
- •5.Наклон нагрузочной прямой по переменному току.
- •6. Расчет мощности, выделяемой в коллекторной цепи vt1.
- •7. Расчет нелинейных искажений каскада.
- •8. Расчет цепи делителя.
- •9. Расчет выходного трансформатора.
- •10. Температурная стабильность каскада.
- •4. Однотактный усилитель мощности на полевом транзисторе
- •2. Выбор типа транзистора vt1.
- •3. Выбор положения рабочей точки vt1 по постоянному току.
- •4. Расчет по постоянному току.
- •5. Положение нагрузочной прямой по переменному току.
- •6. Расчет по переменному току.
- •7. Расчет нелинейных искажений каскада.
- •8. Расчет выходного трансформатора.
- •9. Характеристики каскада.
- •10. Расчет конденсаторов.
- •5. Предварительный усилитель на опереционном усилителе Исходные данные для расчета:
- •1. Расчет требуемой глубины осс.
- •2.Расчет параметров пу.
- •3. Погрешности пу, вызванные влиянием температуры.
- •6. Предварительный усилитель на полевом транзисторе
- •1. Выбор типа транзистора vt.
- •2. Выбор положения рабочей точки vt по постоянному току.
- •3. Расчет по постоянному току.
- •4. Положение нагрузочной прямой по переменному току.
- •5. Параметры схемы замещения каскада.
- •6. Расчет нелинейных искажений каскада.
- •7. Характеристики каскада.
- •8. Расчет конденсаторов с, Си.
- •9. Расчет звена оос.
- •7. Схема согласования
- •Исходные данные для расчета:
- •8. Активный фильтр
- •9. Генератор тактовых импульсов на логических элементах
- •10. Делитель частоты
- •11. Генератор синусоиды на ппзу
- •Выбор полевого транзистора
- •7. Расчёт моста Вина
- •Пример расчёта генератора синусоиды на оу
- •13. Блок питания
- •Список литературы
- •Приложение а
- •Приложение б
- •Приложение в
- •Приложение г
- •Приложение д Прошивка ппзу
1. Расчет требуемой глубины осс.
Для уменьшения нелинейных искажений сигнала, возникающих в каждом каскаде усилителя синусоидального сигнала, вводится общая отрицательная обратная связь (ООС) по напряжению со сложением напряжения.
1) Находим суммарный коэффициент нелинейных искажений:
.
Принимаем ПУ = 1%, получаем
2) Находим остаточные нелинейные искажения:
,
где ТЗ заданные в ТЗ нелинейные искажения; Г sin нелинейные искажения, вносимые генератором синусоидальных колебаний.
3) Обратная связь должна обеспечить такое усиление, чтобы, имея известный после расчета генератора сигнал на входе предусилителя, получить требуемый сигнал в нагрузке, т.е.
Kβ=Uнm/UвхПУ,
где Uнm= , а UвхПУ принимаем равным 2,5 В (с учетом регулировки выходного напряжения Гsin), т.е. получаем
Kβ= /2,5=10
4) Вводимая ООС должна подавить величину суммарных нелинейных искажений γ∑ до значения γост, т.е. необходимый фактор ООС равен:
=4,022/0,311=12,932.
5) Находим коэффициент усиления при разомкнутой ОСС:
К = КПУ К1УМ К2УМ = F·Кβ= 12,932*10 = 129,32
Находим β=
6) Находим коэффициент передачи ПУ:
2.Расчет параметров пу.
1) Условия выбора ОУ:
Максимально допустимый выходной ток ОУ должен быть больше входного тока последующего каскада, т.е.
Iвых maxОУ ≥Iвх 1УМ
Iвх 1УМ = =1,35ּ10-4 А
Iвых maxОУ ≥ 1,35ּ10-4 А
ОУ должен обеспечить требуемую для последующего каскада мощность:
Рвых ОУ Рвх 1УМ
Рвых ОУ 0,003 мВт
Граничная частота работы ОУ должна быть много больше частоты сигнала в нагрузке, т.е.
fгр ОУ ( 10 20 )fн=(55110) кГц
Исходя из полученных данных, выбираем ОУ типа К153УД6 с параметрами:
K ≥50000; Uвыхm=10 В; Iпот=3 мА; есм ≤ 2 мВ; iвх ≤ 10 нА; fгр = 0,7 МГц; TKесм =15 мкВ/С; Uп = 15 В; Rнmin = 2 кОм.
Действительно:
Iвых max ОУ= мА >> 0,135 мА.
Рвых max ОУ= мВт >> 0,003 мВт.
fгрОУ=700 кГц > (55110) кГц.
2) Сопротивления R1, R2, R3, RОС выбираются по условиям минимума аддитивной погрешности, который наблюдается при (рис.5.1):
G-=G+=G,
где G-= ; G+= ;
и выполнении неравенства
R= << =200 кОм.
Следовательно, R ≤ 20 кОм и необходимо, чтобы из трех резисторов R1, R2, RОС, хотя бы один был не более 20кОм. Кроме того нельзя превыситьIвых maxОУ:
IR2≤ Iвых max ОУ- Iвх 1УМ,
IR2= Uвых ПУ/R2,
R2≥ =1,35ּ10-4ּ331/(5·10-3-1,35ּ10-4)=92 Ом.
Выбираем R2=10 кОм.
Тогда тип R2: МЛТ-0,125-10к ± 10%.
Тогда R1= R2/ КПУ=100/0,23=42, 7 кОм.
RОС= R2/ β=100/0,0923=108, 3 кОм.
Выбираем R1 = 43 кОм.
Тогда тип R1: МЛТ-0,125 - 43к ± 10%.
Выбираем RОС =100 кОм.
Тогда тип RОС: МЛТ-0,125-0,1М±10%.
3) Сопротивление резистора R3 найдем из условия минимума аддитивной погрешности:
Выбираем R3=7,5 кОм.
Тогда тип R3: МЛТ-0,125-7,5к±10%.
4) Уточнение параметров ПУ:
КПУ = R2 / R1 = 10 / 43 = 0,23.
Т.к. КПУ не изменился, то и остальные параметры остались прежними.
3. Погрешности пу, вызванные влиянием температуры.
1) Погрешность от дрейфа есм.
Наличие напряжения смещения на выходе ОУ, вызванное его не идеальностью, приводит к возникновению погрешности выходного напряжения ПУ: ,
Где ∆Т=50-25=25ºС.
В.
Находим относительную погрешность выходного напряжения ПУ: .
2) Погрешность, вызванная температурными изменениями резисторов.
В Т.З. задан широкий диапазон изменения температуры (+10 +50 ). Данное обстоятельство вызывает отклонение величины сопротивления резисторов от номинального значения. Это отклонение определяется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Для резисторов типа МЛТ (до 510 кОм и интервала температур от +20 до +315 ) ТКС равен ±0,7·10-3 1/ . Изменение величины резистора под действием температуры:
∆R=TKC·R·∆T,
где ∆T=Tmax-20=50-20=30 ;R- величина резистора.
Соответственно изменение величины сопротивлений приводит к изменению коэффициента усиления ОУ.
Для инверсного включения величина погрешности составляет:
.
При использовании резисторов типа МЛТ получим:
=|2·ТКС·∆Т|=2·30·0,7·10-3=4,2·10-2
= = =0,043
Эта погрешность влияет на стабильность амплитуды ГСС.
По Т.З. нестабильность амплитуды ∆Uн/Uн= 1%. Введение ООС. в схему усилителя уменьшает погрешность в F раз, т.е. получаем:
0,331% < 1%