Розробка підсилювача вимірювального генератора, страница 6

Проведемо обґрунтування доцільності проектування пристрою на трьох каскадах на мікросхемах ніж на трьох транзисторах. При проектуванні на транзисторах потрібно буде вводити корекцію, що супроводжується використанням індуктивностей, які чутливі до магнітного поля. При виготовленні пристрою на мікросхемах АЧХ є набагато лінійнішою, що є необхідною і дуже важливою характеристикою для підсилювача вимірювального генератора. Тому втративши на вартості пристрою (транзистори дешевші за мікросхемі), ми виграємо в основних показниках підсилювача вимірювального генератора. Також налагодження пристрою на мікросхемах є простішим ніж на транзисторах. Тому проектуватимемо пристрій на мікросхемах.

2 Електричний розрахунок каскадів пристрою

2.1 Розрахунок каскаду кінцевого підсилення

Використаємо інвертувальне ввімкнення операційного підсилювача з симетричним живленням та симетричне живлення. Даний підсилювальний каскад  матиме лише три резистори та розділові конденсатори. Така схема ввімкнення зменшить кількість елементів в каскадові та знизить вартість пристрою.

Вихідні дані:

Рисунок 3 – Електрична принципова схема каскаду кінцевого підсилення.

Задамося вхідним опором каскаду .

Ми повинні зробити придушення сигналу в стільки разів в скільки ми його підсилили, тобто за напругою - 20дБ.

Таким чином резистор зворотнього звязку ми розраховуємо за відомим коефіцієнтом підсилення, а потім ставимо його змінним і змінюючи його номінал ми можемо зменшувати коефіцієнт підсилення до 1 (робити каскад просто повторювачем). Отже, на скільки ми підсилили сигнал на стільки ми можемо його подавати.

Виходячи з коефіцієнта підсилення  знаходимо опір резистора зворотного зв’язку

,

,

.

Вибираємо стандартний номінал та тип резистора СП5-29-2-10кОм10%.

Для балансування схеми за постійним струмом використовується резистор

,

.

Вибираємо стандартний номінал та тип резистора С2-23-0,125-910Ом10%.

Знаходимо номінали розділових конденсаторів з врахуванням .

,

де  - нижня робоча частота робочого діапазону;

       - вхідний опір каскаду;

       - частотні спотворення в області низьких частот.

.

Вибираємо стандартний номінал та тип конденсатора К10-17-50В-2,7нФ10% .

,

де  - нижня робоча частота робочого діапазону;

       - опір навантаження;

       - частотні спотворення в області низьких частот.

.

Вибираємо стандартний номінал та тип конденсатора К10-17-50В-4,7нФ10% .

Знайдемо частотні спотворення в області НЧ

,

де  - нижня робоча частота робочого діапазону;

       - вхідний опір каскаду;

       - ємність розділового конденсатора.

.

Знаходимо коефіцієнт підсилення

.

2.2 Розрахунок каскаду попереднього підсилення

Використаємо інвертувальне ввімкнення операційного підсилювача з симетричним живленням та симетричне живлення. Даний підсилювальний каскад  матиме лише три резистори та розділові конденсатори. Така схема ввімкнення зменшить кількість елементів в каскадові та знизить вартість пристрою.

Вихідні дані:

Рисунок 4 – Електрична принципова схема каскаду попереднього підсилення

Задамося вхідним опором каскаду .

Ми повинні зробити придушення сигналу в стільки разів в скільки ми його підсилили, тобто за напругою - 20дБ.

Таким чином резистор зворотнього звязку ми розраховуємо за відомим коефіцієнтом підсилення, а потім ставимо його змінним і змінюючи його номінал ми можемо зменшувати коефіцієнт підсилення до 1 (робити каскад просто повторювачем). Отже, на скільки ми підсилили сигнал на стільки ми можемо його подавати.

Виходячи з коефіцієнта підсилення  знаходимо опір резистора зворотного зв’язку

,

,

.

Вибираємо стандартний номінал та тип резистора СП5-29-2-10кОм10%.

Для балансування схеми за постійним струмом використовується резистор

,

.

Вибираємо стандартний номінал та тип резистора С2-23-0,125-910Ом10%.

Знаходимо номінали розділових конденсаторів з врахуванням .

,

де  - нижня робоча частота робочого діапазону;

       - вхідний опір каскаду;

       - частотні спотворення в області низьких частот.

.

Вибираємо стандартний номінал та тип конденсатора К10-17-50В-2,7нФ10% .

,