Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра „Комп’ютеризовані системи автоматики”
Розрахункова робота №2
з дисципліни
„Електроніка та мікросхемотехніка”
на тему:
„Розрахунок типових вузлів електронних схем”
Завдання до розрахункової роботи
Для заданої схеми підсилювального каскаду вибрати тип операційного підсилювача і розрахувати значення всіх елементів схеми і вибрати їх номінальні значення і типи згідно з ДЕСТ- ом. Розрахувати основні параметри схеми (вхідний і вихідний опори, коефіцієнт підсилення за напругою, похибку коефіцієнта підсилення за напругою, значення дрейфу вихідної напруги) і визначити смугу пропускання.
Номер варіанту:
№
вар.
Ег.m
(В)
RН
(кОм)
Uвих.m
(В)
МН
(дб)
fН
(Гц)
fВ
(кГц)
RГ
(кОм)
TОС
(оС)
26
3
0,4
8
2,5
50
20
1
0 + 45
Схема неінвертуючого каскаду на операційному підсилювачі
Розрахунок неінвертуючого каскаду на операційному підсилювачі
Розрахунок починаємо з вибору типу інтегрального операційного підсилювача. Визначаємо максимальну швидкість наростання вихідної напруги, яку повинен забезпечити операційний підсилювач:
Отже можна обрати операційний підсилювач K140УД6 з наступними параметрами:
, , , (Uзм /ΔT =20(мкВ/оС), Rвх.д =1MOм,
Rвих.оп =200Oм, Івх=50нА, Rн.min=1кОм, Ек=15B.
Визначаємо необхідне значення коефіцієнта підсилення каскаду за напругою:
;
Задаємося допустимим дрейфом вихідної напруги підсилювального каскаду Едр =(20 – 100 )мВ і визначаємо значення резистора зворотного зв'язку :
,
де ((Івх/(T) - температурний дрейф вхідних струмів операційного підсилювача (приймаємо ((Івх/(T) ( Iвх/100).
(Тос - максимальна різниця температур оточуючого середовища:
;
Приймаємо R3= 510кОм, резистор типу С2-23-0,125-510кОм (5%.
Знаходимо значення резистора R1 з умови забезпечення необхідного коефіцієнта підсилення за напругою для неінвертуючого ввімкнення операційного підсилювача:
;
Розраховуємо значення вхідного опору для неінвертуючого ввімкнення операційного підсилювача:
;
Визначаємо амплітудне значення струму в навантаженні, яке повинен забезпечити підсилювальний каскад:
;
Максимальний струм, який може забезпечити безпосередньо сам операційний підсилювач не буде перевищувати значення:
, де ;
Транзистори VT1d і VT2d забезпечують підсилення за струмом і потужністю і складають схему комплементарний повторювач напруги. Тому вибираємо транзистори, які повинні відповідати таким вимогам:
;
Отже обираємо транзистори КТ-502А, які мають наступні електричні параметри:
,,,
Визначаємо вихідний опір повторювача напруги на транзисторах VT1 і VT2 :
,
де (Т - температурний потенціал ((Т(25 мВ).
Визначаємо вихідний опір підсилювача з врахуванням загального від'ємного зворотного зв'язку:
;
Вибираємо резистор R2 з умови забезпечення необхідного значення вхідного опору підсилювального каскаду на операційному підсилювачі і усунення впливу опору джерела вхідного сигналу:
;
Розподіляємо заданий коефіцієнт частотних спотворень на низьких частотах Мн[дб]=3Дб між двома конденсаторами С1 і С2 відповідно: Мн1[дб]=0.4Дб і Мн2[дб]=2.6Дб, і розраховуємо значення ємностей цих конденсаторів.
;
;
де fн – нижня частота робочого діапазону частот.
Висновок
Виконуючи дану розрахункову роботу я для заданої схеми неінвертуючого каскаду на операційному підсилювачі вибрав тип операційного підсилювача (в данному випадку це операційний підсилювач K140УД6), а також транзистори VT1 і VT1, які складають схему комплементарний повторювач напруги (в данному випадку це кремнієві транзистори КТ-503А), і розрахував значення всіх елементів схеми, вибраd їх номінальні значення і типи згідно з ДЕСТ- ом, обрахував значення коефіцієнтів частотних спотворень на низьких і високих частотах.
Використана література:
Фолкенбери Л. Применения операционных уси...
