Расчет и проектирование импульсный усилитель системы обработки сигналов, страница 5

Данная микросхема не может обеспечить требуемый размах выходного напряжения, поэтому на выход поставим оконечный каскад из транзисторного варианта. Рассчитаем входной каскад для микросхемного варианта. Им будет каскад собранный по схеме эмиттерного повторителя. Его нагрузкой будет входное сопротивление микросхемы, т.е. R_H=1кОм. Примем входную емкость микросхемы равной 70пФ.Запишем исходные данные:

R_ВЫХ=1кОм                                        С_ВЫХ=70пФ

U_П=13В                                              I^I_К=20mA

              U_БЭ0=0,5В                                           I_К0=10mA                  

            U_КЭ0=6В                                             I_Б0=20мкА

            U_Э=U_П-U_КЭ0                                                           U_Э=13В-6В=7В

Методика расчета также, что и в транзисторном варианте. Характеристики представлены в приложении 4 .

                                   

R_Э =;                 R_Э =

                    

        

Примем ток делителя равным : I_g=5 I_БО ;              ;

                    

                 

R_СТ=                R_СТ=

h_21Э = 400               ;     ;    ;   

               

    

        

Эквивалентное сопротивление находим по формуле:

  ;  

       

Коэффициент передачи определяется как:

    ;        

Входное сопротивление равно:

  ;

Рассчитаем разделительную емкость между входным каскадом и микросхемой:

Пусть М_Н=0,99, тогда а_Н=0,14

            Емкость между входной цепью и входным каскадом равна:

 , где R_ВХ.ЭП. – входное сопротивление эмиттерного повторителя.

Остальные разделительные емкости будут равны:

При М_Н=0,95,

-  между микросхемами:

  ;            

-  между выходной микросхемой и оконечным каскадом

  ; .

 Расчет фильтрующих цепей.

            Методика расчета та же, что и ранее.

Для входного каскада напряжение питания будет подаваться уже пройдя через две фильтра, и составит 13В. Зададимся падением напряжения на фильтре  , тогда:

    ,

Рассчитаем фильтрирующую цепь для предоконечного каскада:

 ;      .

            Так как микросхема питается напряжением 6,3В±0,6, то нам понадобится гасящие резисторы в цепях питания микросхем, поскольку подавляемое на них напряжение больше допустимого.

            Для первого промежуточного каскада U_ПИТ.=13В. Падение напряжения на резисторе R^I должно составлять:

Для промежуточного (второго) и предоконечного каскада расчеты аналогичны:

           

           

Расчет элементов подстройки усиления.

Определим коэффициент усиления всего усилителя:

           

; 

                        Рассчитаем коэффициент усиления, который должен иметь оконечный каскад для того, чтобы обеспечить коэффициент усиления 5300:

 ;

            Оконечный каскад без учета обратной связи имеет усиление 157,2. Для того, чтобы получить коэффициент усиления 3,35 нужно ввести обратную связь Фактор обратной связи равен:

     ,        

Разобьем это сопротивление на два (постоянное и подстроечное ) . Постоянное возьмем 91Ом, а подстроечное 39Ом, это обеспечит некоторый запас регулировки усиления.

Схема рассчитанного усилителя представлена в приложении 6

Заключение.

            В данном курсовом проекте был разработан усилитель системы обработки сигналов в транзисторном и микросхемном варианте. Оба варианта удовлетворяют заданным требованиям причем с некоторым запасом

            Спроектированный транзисторный вариант оказался по некоторым параметрам лучше микросхемного. Например в транзисторном варианте ток потребления всего усилителя составляет 55mA, а в микросхемном 70mA, следовательно энергозатраты и потребляемая мощность первого будет меньше.

Позиционное обозначение

Наименование

Кол

Примечание

Конденсаторы

К10-17  ОЖО.460.174 ТУ

К50-35  ОЖО.464.214 ТУ

С1

К10-17-П33-0,01мкФ

1

С2

К10-17-Н90-1,5мкФ

1

С3

К50-35-25В-16мкФ±20%

1

С4

К10-17-Н90-0,33мкФ

1

С5,С6

К10-17-Н90-0,47мкФ

2

С7

К50-35-25В-30мкФ

1

С8

К10-17-Н90-0,62мкФ

1

С9

К10-17-Н90-0,47мкФ

1

С10

К10-17-Н90-0,56мкФ

1

Резисторы

С2-23  ОЖО.476.084 ТУ

СП3-19а  ОЖО.468.519 ТУ

R1

C2-23-0.125-45кОм

1

R2,R10

C2-23-0.125-75кОм

2

R3,R12

C2-23-0.125-680Ом

2

R4

C2-23-0.125-68кОм

1

R5,R11

C2-23-0.125-6,2кОм

2

R6

C2-23-0.125-620Ом

1

R7,R13

C2-23-0.125-51кОм

2

R8

СП3-19а-0,5-20Ом±20%

1

R9,R18

C2-23-0.125-200Ом

2

R14

C2-23-0.125-75кОм

1

R15,R20

C2-23-0.125-6,2кОм

2

R16,R22

C2-23-0.125-68Ом

2

R17

C2-23-0.125-47Ом

1

R19

C2-23-0.125-56кОм

1

R21

C2-23-0.125-510Ом

1

Транзисторы

VT1-VT5

КТ3102Г  СБО.336.003

5

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Шалафаев

Подпись

Литер

Лист

Листов

Провер.

Афанасьев

Подпись

Широкополосный усилитель

системы обработки сигналов

Н.контр.

(перечень элементов)

Гр.5303

Утвер.