3. Расчет регулятора усиления (плавная регулировка) [2]

Регулирование усиления, широко применяемое в аналоговых электронных устройствах, заключается в изменении амплитуды сигнала. Регулировка усиления применяется для следующих целей:

• Поддержания усиления АЭУ неизменным при замене усилительных элементов, их старении, изменении питающих напряжений и т.д.

• Изменения уровня выходного сигнала или поддержания его постоянства

• Предохранения АЭУ от перегрузки при большом уровне выходного сигнала

Регулировка усиления обычно осуществляется во входной цепи усилителя или в первых каскадах во избежание перегрузки последующих каскадов, так как при этом возможно увеличение нелинейных искажений.

В данном курсовом проекте буду использовать потенциометрический регулятор усиления с плавной регулировкой на входе усилителя. Принципиальная схема такого регулятора усиления приведена на рис.8

Rг C1

С0

e Rр Rвх

Рис.8

В данной схеме: С0 – эквивалентная емкость, равная входной динамической емкости следующего каскада (регулятора тембра) и емкости монтажа, Rвх – сопротивление следующего за регулятором усиления каскада, С1 – разделительная емкость.

Эквивалентная емкость:

Приму значение монтажной емкости , тогда

Сопротивление регулятора:

, где

Отведем на регулятор линейных искажений, т.е. . Распределение искажений по всему усилителю будет рассмотрено выше.

Значит, значение Rр можно выбирать произвольно, и при этом не будут вноситься искажения в область ВЧ. Выберу , т.е. достаточно большим, по сравнению с

, чтобы последнее не шунтировало Rр.

Максимальный коэффициент передачи регулятора в области СЧ:

(ослабление 0.526дБ)

В соответствии заданию на курсовой проект регулировка усиления должна производиться в диапазоне 32 дБ, что будет соответствовать положению потенциометра (значение Rр) в 64 Ом.

3.4 Выбор каскадов предварительного усиления [1]

Основной задачей каскадов предварительного усиления является увеличение входного сигнала усилителя до величины, необходимой для возбуждения оконечного каскада и равной . Кроме того, каскады предварительного усиления должны компенсировать ослабление сигнала в регуляторе тембра и в регуляторе усиления. Коэффициент передачи регулятора тембра , и коэффициент передачи регулятора усиления (при максимальном положении потенциометра) . В конечном счете, в результате предварительного усиления должна быть обеспечена величина:

, где

что достигается при коэффициенте усиления предварительных каскадов:

Для обеспечения приемлемого уровня нелинейных искажений глубина обратной связи, охватывающей предварительный и оконечный каскады должна соответствовать условию .

В качестве предварительного усилителя целесообразно использовать операционный усилитель. В этом случае исходный коэффициент передачи по напряжению каскадов, охваченных ОС, будет определяться коэффициентом усиления ОУ. Отсюда следует, что коэффициент усиления ОУ должен удовлетворять условию

. При выборе ОУ необходимо также учесть выходное напряжение, которое он может обеспечить. Это напряжение должно превышать напряжение возбуждения оконечного каскада, т.е. 15 В. Подходящими характеристиками обладает микросхема КР1408УД1. Операционный усилитель обладает следующими характеристиками:

КР1408УД1: .

R3

R4

W m

+U

-U

C2

R1 R2

C3 Рис.9

Для получения рассчитанного значения необходимо ввести ООС с глубиной .

Уточню коэффициент гармоник:

, по заданию .

На СЧ коэффициент усиления схемы по напряжению:

Возьму , тогда . Выберу

Резисторы и необходимы для подачи на неинвертирующий вход ОУ напряжения, равного E/2, поскольку для питания ОУ используется несимметричный источник. Параллельное соединение этих резисторов по переменному току определяет входное сопротивление каскада. Выберу , тогда .