Розробка підсилювача вимірювального генератора, страница 5

З урахуванням ВЗЗ для ККП матимемо

.

.

З урахуванням ВЗЗ для КПП та ВК матимемо

.

.

Виділимо ще на регулятор підсилення .

Загальний коефіцієнт частотних спотворень в області низьких частот буде:

М_Н= М_Н.ВК +М_Н.КПП +М_{Н ККП} + М_{Н Р} =0,2+0,4+0,4+0,15=1,15 дБ.

Так як умови М_в ≤ М_в.ТЗ і М_н ≤ М_н.ТЗ виконуються, це свідчить про можливість реалізації даного підсилювального пристрою на трьох каскадах.

Основну частину нелінійних спотворень вносить каскад кінцевого підсилення (приблизно 90%), тому приймемо К_ККП=4% , К_КПП=0,1% , К_ВК=0,1%.

З врахуванням ВЗЗ отримаємо для ККП

.

.

Тоді загальний коефіцієнт гармонік складатиме

К_Г=К_ККП +К_КПП+К_ВК =1+0,1+0,1=1,2 %                                                                                            

Дані коефіцієнта гармонік  відповідають вимогам  ТЗ.

1.7 Вибір регулятора підсилення

Для плавного регулювання підсилення використаємо потенціометр  що розміщений після каскаду попереднього підсилення. Потенціометр виберемо такий, в якого опір змінюється лінійно від кута повороту. Корекцію низькочастотну та комбіновану високочастотну встановимо в кінцевому каскаді.

1.8  Структурна схема пристрою на транзисторах

Повна структурна схема підсилювача вимірювального генератора  на транзисторах зображена на рисунку 1.   

Рисунок 1- Структурна схема підсилювача вимірювального генератора.

1.9 Структурна схема підсилювача на мікросхемах

Як відомо інтегральна технологія в Україні відстала назавжди від Європейської або взагалі зникла. Сучасна інтегральна технологія іноземного виробництва дозволяє виготовляти інтегральні мікросхеми з дуже високими параметрами. Наприклад, вхідний опір операційного підсилювача може становити  ТОм (тераом); коефіцієнт підсилення за напругою – 120дБ; коефіцієнт гармонік (нелінійних спотворень) – 0,01%; частота одиничного підсилення – 100 МГц та більше.

Підсилювач вимірювального генератора з параметрами, які задані в технічному завданні, можна реалізувати на операційних підсилювачах не дивлячись на велику верхню граничну частоту робочого діапазону частот – 20 МГц. Причому не потрібно вводити корекцію як низькочастотну так і високочастотну.

Отже, реалізовуватимемо підсилювач вимірювального генератора на операційному підсилювачі фірми Hitachi HA2625.

Параметри операційного підсилювача НА2625 наступні:

1) максимальний коефіцієнт підсилення за напругою – 98,1дБ;

2) вхідний пір – 40 МОм;

3) частота одиничного підсилення – 100 МГц;

4) напруга живлення -- 22,5В;

5) функціональна особливість – широкосмуговий операційний підсилювач.

Реалізація підсилювача вимірювального генератора на інтегральних мікросхемах забезпечить зниження таких показників підсилювача як коефіцієнт частотних спотворень в області  низьких та високих частот, коефіцієнта гармонік.

Наш підсилювач буде складатися з трьох каскадів на операційних підсилювачах. Це пов’язано з тим, що при реалізації великого коефіцієнта підсилення одним каскадом неможливо витримати частотні спотворення в області високих частот, які задані в технічному завданні. При реалізації пристрою на трьох каскадах ми повністю витримаємо всі умови технічного завдання.

Коефіцієнт підсилення у всіх каскадах буде однаковий. Визначимо коефіцієнт підсилення за напругою всього пристрою.

,

де  - коефіцієнт підсилення;

      - вихідна напруга пристрою;

      - вхідна напруга пристрою.

.

Визначимо коефіцієнт підсилення за напругою кожного каскаду.

.

Регулятор форми АЧХ в області ВЧ встановимо перед кінцевим каскадом.

Частотні спотворення розділимо порівну між усіма трьома каскадами порівну, тобто по 0,4дБ на каскад. Регулювання підсилення здійснюватимемо за рахунок зміни опору резистора зворотного зв’язку у кожному каскаді підсилення.

Структурна схема підсилювача вимірювального генератора на операційних підсилювачах зображена на рисунку 2.

Рисунок 2 – Структурна схема підсилювача вимірювального генератора

на операційних підсилювачах