Проектирование и расчет полосового усилителя с коэффициентом усиления: К0=20, страница 4

Следовательно, ¦_в<¦_р, что позволяет использовать ОУ во всем диапазоне полосы пропускания.

Определим также полосу частот, в которой выбранный нами максимальный коэффициент усиления каскада (К₃=5 для выходного каскада) сохраняет свое значение. Известно, что произведение коэффициента усиления К на ширину полосы для охваченного обратной связью усилителя ¦_д равно частоте единичного усиления ОУ без обратной связи.

К*¦_д=¦₁

Тогда для вторичного каскада

¦_д=¦₁/К₃=30/5=6 МГц;

Следовательно, ¦_в<¦_д, что говорит о правильности распределения коэффициентов между каскадами и о том, что будет обеспечен требуемый коэффициент нестабильности коэффициента усиления каскада (1,5 %).

Схема включения ОУ К154УД4 приведена на рис. 13:

D¥

Рис. 13. Схема включения ОУ К154УД4.

ОУ требует подключения корректирующей емкости С_к:

С_к=30/К_u [пФ], если К_u=1¸3,

С_к=10 пФ, если К_u>3.

Для первых двух каскадов К₁=К₂=2, следовательно, С_к=30/2=15 пФ.

Выбираем из ряда Е6 номинальное значение С_к=15 пФ.

7.  Проектирование и расчет полосового усилителя в целом.

7.1  Принципиальная схема и передаточная функция усилителя.

Принципиальная схема полосового усилителя приведена на рис. 14.

 

Рис. 14. Схема полосового усилителя.

Передаточная функция полосового усилителя представляет собой произведение передаточных функций входящих в него каскадов

 

После замены оператора p на оператор jw имеем:

 

После подстановки значений получим:

 

7.2  Расчет ЛАЧХ полосового усилителя.

 

Рассчитаем значения АЧХ и занесем в таблицу 5.

¦, Гц	0	10	102	103	5*103	104	2*104	3*104	4*104
Log ¦	-	1	2	3	3.699	4	4.301	4.477	4.602
|H(jw)|	0	4*10-3	4*10-2	0.4	1.99	3.922	7.428	10.289	12.493

¦, Гц	5*104	6*104	8*104	105	2*105	5*105	106	2*106	3*106
Log ¦	4.699	4.778	4.903	5	5.301	5.699	6	6.301	6.477
|H(jw)|	14.14	15.361	16.954	17.879	19.36	19.63	18.95	16.636	14.14

¦, Гц	4*106	5*106	7*106	107	1.5*107	108
Log ¦	6.602	6.699	9.845	7	7.176	8
|H(jw)|	12	10.29	7.88	5.75	3.92	0.6

 

Рис. 15. АЧХ полосового усилителя.

 

Рис. 16. ЛАЧХ полосового усилителя.

7.3  Расчет ЛФЧХ полосового усилителя.

Преобразуем передаточную функцию полосового усилителя.

 

Рассчитаем значения ФЧХ и занесем в таблицу 6.

¦, Гц	0	10	102	103	5*103	104	2*104	3*104	4*104
Log ¦	-	1	2	3	3.699	4	4.301	4.477	4.602
j (w)	p/2	1,57	1,569	1,55	1,469	1,37	1,184	1,021	0,883