Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розрахунок RC-генератора на операційному підсилювачі з мостом Віна
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра КСА
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Розрахункова робота
Предмет:
Електроніка та мікросхемотехніка
Варіант:
4 14 1
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „ Львівська політехніка “
Кафедра КСА
Розрахункова робота №2
з дисципліни
“ ЕЛЕКТРОНІКА ТА МІКРОСХЕМОТЕХНІКА”
Варіант 4.14.1
Завдання №4
Пояснити принцип роботи заданої схеми RC-генератора, навести частотну і фазову характеристику фазозсуваючої ланки. Вибрати тип операційного підсилювача і розрахувати основні параметри схеми. Розрахувати значення всіх елементів схеми і вибрати їх номінали і типи згідно з ГОСТ ом.
Таблиця 1
№
варіанту
Uвих m
(В)
Fн
(Гц)
Fв
(Гц)
RН
(Ом)
Tmin
(oC)
Tmax
(oC)
5
20
200
50
0
+50
/
Рис. 1 Схема електрична принципова RC-генератора на операційному підсилювачі
/
Рис. 2 Структурна схема RC-генератора
Розрахунок RC-генератора на операційному підсилювачі
з мостом Віна
Для розрахунку генератора задано: Uвих.m ( амплітудне значення вихідної напруги; Rн ( опір навантаження; fн ( нижня робоча частота; fв ( верхня робоча частота; Тоc.макс ( максимальна температура оточуючого середовища.
Розрахунок починаємо з вибору типу інтегрального операційного підсилювача виходячи з таких умов
де − максимальна додатна і від'ємна напруги на виході операційного підсилювача.
Максимальна швидкість наростання вихідної напруги операційного підсилювача повинна задовольняти таку вимогу
Вибираємо тип інтегрального операційного підсилювача і використовуємо такі його електричні параметри:, Кu0, Rн.мін, Vмакс (В/мкс), (Uзм /(T (мкВ/оС), Rвих.
Згідно з розрахунками ми вибираємо операційний підсилювач К140УД14.
Параметри операціного підсилювача:
Параметр
К140УД14
Коефіцієнт підсилення за напругою (Кu0), тис.
25
Напруга живлення (±Uж), В
15
Струм споживання (Iсп), мА
1
Напруга зміщення (Uзм), мВ
5
Вхідний струм (Iвх), нА
5
Різниця вхідних струмів (ΔІвх), нА
1
Дрейф напруги зміщення (ΔUзм/ΔT), мкВ/оС
20
Частота зрізу, МГц
0,5
Максимальна швидкість наростання вихідної напруги (Vmax), В/мкс
0,1
Вхідний диференціальний опір (Rвх.д), МОм
30
Вихідний опір (Rвих), кОм
0,2
Мінімальний опір навантаження (Rн.мін), кОм
1
Вихідна напруга (U ± ), В
12
/
Рис.4.3.3. Фазочастотна характеристика моста Віна
Для симетричного моста Віна частота квазірезонансу буде дорівнювати
Мінімальне значення вхідного опору Zвх мін моста Віна повинно бути таким, щоб він не перевантажував вихідне коло підсилювального каскаду
де Rмін ( мінімальне значення опору одного плеча моста Віна.
Приймаємо: Резистори загального застосування з металодіелектричним провідним шаром :
Змінний резистор, який призначений для плавного регулювання частоти, повинен бути здвоєним, щоб забезпечувати одночасну зміну опорів кожного плеча моста Віна
Приймаємо
Резистори загального застосування з металодіелектричним провідним шаром типу
Знаходимо значення конденсаторів С1 і С2 для верхньої частоти діапазону
Приймаємо: Конденсатори оксидні типу:
Коло від'ємного зворотного зв’язку забезпечує стабілізацію амплітуди вихідної напруги і покращує форму вихідного сигналу. Стала часу термістора R5 повинна бути значно більшою від максимального періоду частоти квазірезонансу
Визначаємо значення спаду напруги на термісторі R5
Вибираємо тип термістора ТПМ2/0,5А при(t=200С). Вольт-амперна характеристика термістора зображена на рис.4.3.4. За вольт-амперною характеристикою будуємо залежність RT = F(IT), яка наведена на рис.4.3.5. Вибираємо робочу точку А термістора на ділянці максимальної крутизни. Для цієї точки знаходимо значення RTА, ІТА, UTА.
/
Рис.4.3.4. Вольт-амперна характеристика термістора
/
Рис.4.3.5. Залежність опору термістора від струму
Розраховуємо значення резистора R4 з умови забезпечення необхідного коефіцієнта підсилення за напругою
Приймаємо Резистори загального застосування з металодіелектричним провідним шаром типу
Вихідний каскад на транзисторах VT1 і VT2 виконаний за схемою комплементарного повторювача напруги і призначений для узгодження вихідного опору генератора з опором навантаження.
Визначаємо амплітудне значення струму в навантаженні
Живлення комплементарного повторювача здійснюється від двополярного джерела напруги, що дозволяє отримати на його виході напругу необхідного значення. Для комплементарного повторювача напруги VT1 і VT2 вибираємо транзистори з різним типом провідності і однаковими параметрами: VT1 (n-p-n), а VT2 (p-n-p).
Тип транзистора
fα,
МГц
h21e, (β)
Ск,
пФ
τкб,
пс
Ік.0,
мкА
Uке.макс,
В
Ік.доп,
А
Pк.доп,
Вт
Rt.пк,
оС/Вт
Транзистори кремнієві, провідність (p-n-p)
КТ502А
5
40-120
20
1
25
0,3
0,35
Транзистори кремнієві, провідність (n-p-n)
КТ503А
5
40-120
20
1
25
0,3
0,35
214
Розраховуємо значення вихідного опору комплементарного повторювача напруги
Визначаємо вихідний опір генератора на ОП з урахуванням від’ємного зворотного зв'язку за напругою
Задаємося значенням коефіцієнта частотних спотворень на нижній частоті Мн(дб) в децибелах за рахунок ємності конденсатора С3 і розраховуємо його значення
Приймаємо: Конденсатори оксидні типу:
де ( коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті у відносних одиницях .
Висновок:
Виконуючи дану розрахункову роботу я вивчив принцип роботи заданої схеми RC-генератора, намалював частотну і фазову характеристику фазозсуваючої ланки. Згідно з обраним типом операційного підсилювача розрахував основні параметри схеми, значення всіх елементів.
Список літератури:
Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. ( Киев: Выща школа, 1983.
Бондаренко В.Г. RC-генераторы синусоидальных колебаний на транзисторах. ( М.: Связь, 1976.
Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. ( Л.: Энергоатомиздат, 1988.
07.06.2013 17:06-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора