- •Задание
- •Введение
- •Расчёт коэффициента усиления и количества каскадов
- •4. Расчёт третьего каскада.
- •5. Расчёт второго каскада.
- •6. Расчёт входного каскада
- •6.1 Расчёт резисторов , определяющих коэффициент усиления каскада.
- •6.2 Расчёт входного сопротивления усилителя
- •10. Расчет элементов фильтра.
- •11. Обоснование выбора элементной базы
- •11.1 Обоснование выбора конденсаторов
- •11.2 Обоснование выбора резисторов
- •Заключение
Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет
Кафедра морской электроники
Курсовая работа
По дисциплине «электроника»
Тема: «Расчёт широкополосного усилителя на
операционном усилителе.»
Выполнил: студент гр. 3380 Захаров П.А.
Проверил: Ветров Б.Г.
2012 год
Содержание
Задание
Введение
Расчёт коэффициента усиления и количества каскадов
Расчёт третьего каскада
Расчёт второго каскада
Расчёт входного каскада
Расчёт частотных искажений на низких частотах
Расчет частотных искажений в зоне верхних частот
Расчёт номиналов резисторов компенсирующих коэффициент усиления из-за разброса параметров элементов
Расчёт номиналов элементов фильтров в цепи питании
Обоснование выбора элементной базы
Схема усилителя
Приложение: Перечень элементов
Задание
Рассчитать усилитель на ОУ по заданным параметрам входного и выходного сигналов.
-
Uг
R г
Uвых
RН
fн
fB
Мн
Мв
мв
кОм
В
Ом
Гц
кГц
0,7
100
3
500
10
30
1,3
1,2
Введение
Операционные усилители (ОУ), т.е. усилители постоянного тока, предназначенные для работы с глубокой ООС, впервые были разработаны около 60 лет назад. Первые 10-15 лет ОУ строились на электронных лампах и применялись главным образом в решающих блоках аналоговых вычислительных машин.
ОУ широко применяются не только в традиционной области аналоговой вычислительной техники, но и в системах управления, цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователях, при построении активных фильтров и различной измерительной аппаратуры, в генераторах напряжений различных форм, множительно-делительных устройствах. Функциональных преобразователях, стабилизаторах напряжений, источниках эталонных напряжений, в прецизионных модуляторах и демодуляторах, коммутаторах, электронных ключах и во многих других устройствах.
Столь широкое применение ОУ объясняется, с одной стороны, тем, что им свойственны высокие электрические параметры (большой коэффициент усиления - от 105 и более, высокая стабильность коэффициента передачи и нулевого уровня, малый паразитный входной ток, высокое быстродействие, низкий уровень шумов), а с другой стороны - малыми габаритами, удобством сопряжения между собой, высокой надежностью и небольшой стоимостью.
Расчёт коэффициента усиления и количества каскадов
Коэффициент усиления усилителя
Для данной задачи выберем широкополосный ОУ К5449УД2. Его параметры приведены в таблице ниже
тип |
fl |
R вх R н |
R вых |
I потр. |
|
|
МГц |
МОм |
кОм |
Ом |
мЛ |
К544УД2 |
14 |
3 |
2 |
500 |
5 |
Дальнейший расчёт проводим предполагая, что все каскады согласуются по напряжению.
Максимальный коэффициент усиления каскада
При двух каскадах
Необходимое условие для нормальной работы усилителя
должно превышать в 10 раз
Поэтому выбираем трехкаскадный усилитель
Для уменьшения нелинейных искажений в последнем каскаде его коэффициент выбираем малым
Все коэффициенты усиления каскадов значительно меньше частотные искажения вносимые в ОУ будут незначительными.
Расчёт каскадов начинают с последнего, если необходимо учитывать согласование между каскадами, генераторами и нагрузкой.
Мощность на выходе мала
Поэтому согласование усилителя с нагрузкой можно сделать по напряжению
Первый каскад выбираем не инвертирующий для получения большего входного сопротивления для согласования с генератором
Второй выбираем инвертирующий для уменьшения пульсаций сигнала на источнике питания. Пульсации от первого и второго каскадов будут в противофазе.