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”
Виконав:
студент групи КС-3
Львів-2007
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:
Схема неінвертуючого каскаду на операційному підсилювачі
EMBED Visio.Drawing.11
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:
EMBED Equation.2
Отже можна обрати операційний підсилювач K140УД6 з наступними параметрами:
EMBED Equation.2 , EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 , 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:
EMBED Equation.2 ;
Задаємося допустимим дрейфом вихідної напруги підсилювального каскаду Едр =(20 – 100 )мВ і визначаємо значення резистора зворотного зв'язку :
EMBED Equation.2 ,
де (Івх/T) - температурний дрейф вхідних струмів операційного підсилювача (приймаємо (Івх/T) Iвх/100).
Тос - максимальна різниця температур оточуючого середовища:
EMBED Equation.2 ;
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:
EMBED Equation.2 ;
Розраховуємо значення вхідного опору для неінвертуючого ввімкнення операційного підсилювача:
EMBED Equation.2 ;
Визначаємо амплітудне значення струму в навантаженні, яке повинен забезпечити підсилювальний каскад:
EMBED Equation.2 ;
Максимальний струм, який може забезпечити безпосередньо сам операційний підсилювач не буде перевищувати значення:
EMBED Equation.2 , де EMBED Equation.3 ;
Транзистори VT1d і VT2d забезпечують підсилення за струмом і потужністю і складають схему комплементарний повторювач напруги. Тому вибираємо транзистори, які повинні відповідати таким вимогам:
EMBED Equation.2 ;
Отже обираємо транзистори КТ-502А, які мають наступні електричні параметри:
EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3
Визначаємо вихідний опір повторювача напруги на транзисторах VT1 і VT2 :
EMBED Equation.2 ,
де Т - температурний потенціал (Т25 мВ).
Визначаємо вихідний опір підсилювача з врахуванням загального від'ємного зворотного зв'язку:
EMBED Equation.2 ;
Вибираємо резистор R2 з умови забезпечення необхідного значення вхідного опору підсилювального каскаду на операційному підсилювачі і усунення впливу опору джерела вхідного сигналу:
EMBED Equation.2 ;
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.
EMBED Equation.2 ;
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2 ;
EMBED Equation.2
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 усилителей и линейных ИС. М.: Мир, 1985.
Рутковски Дж. Интегральные операционные усилители. М.: Мир, 1978.
Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.Н. Применение прецизионных аналоговых ИС. М.: Радио и связь, 1981.
Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат, 1988.
Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Б.П. Кудряшов, Ю.В. Назаров, Б.В. Тарабрин, В.А. Ушибышев. М.: Радио и связь, 1981.