Розробка підсилювача вимірювального генератора, страница 7

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

.

Конденсатор  та резистор  виконують функцію регулювання тембру в області високих частот . Їх номінали наступні

: К10-17-20В-0,01мкФ10% ;

: СП5-29-2-10кОм10%.

При крайньому верхньому положенні повзунка потенціометра  паралельно вихідній ємності каскаду приєднується конденсатор  великої ємності , що збільшує паразитну ємність  каскаду, а також сталу часу в області ВЧ ; тому АЧХ підсилювача в області ВЧ матиме спад. При крайньому нижньому положенні повзунка потенціометра  послідовно з конденсатором вмикається весь опір потенціометра, що усуває шунтування вихідного сигналу в області ВЧ і АЧХ підсилювача піднімається .

2.3 Розрахунок вхідного каскаду 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 5 – Електрична принципова схема вхідного каскаду 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

.

3 Моделювання підсилювача на ЕОМ

3.1 Аналіз моделі пристрою

Для досліджень параметрів і характеристик реалізації схемних рішень було розроблено  велика кількість програм. За допомогою них можна провести повний схематичний аналіз складних пристроїв. Це програмне забезпечення відрізняється  рівнем та кількістю запропонованих тестів для схем,  зручностями для користувачів те елементною базою.

Розглянемо переваги та недоліки деяких програм:

MicroCap V –  має великі можливості щодо різних варіантів тестування схем як по змінному так і постійному струму, є можливість корегування параметрів. Досить незручна у користуванні і призначена більше для одержання параметрів і характеристик уже готової статичної схеми ніж для динамічного моделювання та зміни варіантів схеми. Є можливість визначати  карти напруг, розсіюванні потужності. Для користувача є  недолік – це незручний інтерфейс.

Electronic WorkBench 5.12 – має ті ж можливості, як і
Micro Cap V, але має зручніший візуальний інтерфейс, що схожий до лабораторних умов. Програма максимізована для динамічних досліджень.  Дозволяє працювати як з аналоговими так із цифровою схемотехнікою. Має невеликий, але достатній набір можливих тестів. Елементна база програми досить широка. Гнучке збереження результатів. Для елементів активних і пасивних є можливість зміни їх параметрів.