Усилитель вертикального отклонения осциллографа
Работа из раздела: «
Радиоэлектроника»
Министерство общего и профессионального образования РФ
Уральский государственный технический университет
Кафедра ФМПК
РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОННОГО УСИЛИТЕЛЯ
Пояснительная записка
19.02 520000 012 ПЗ
Студент: Лебедев В.В.
Руководитель: Стрекаловская З.Г.
Н. Контролёр Замараева И.В.
Группа: ФТ-429
Екатеринбург
1998 г.
Содержание
Стр.
1. Введение 3
2. Техническое задание 3
3. Справочные данные на элементы 4
4. Структурная схема усилителя 5
5. Расчёт входного делителя 6
6. Расчёт предусилителя 7
7. Расчёт фазоинвертора 9
8. Расчёт оконечного каскада 11
9. Расчёт граничных частот 15
10. Заключение 16
11. Библиографический список 17
12. Приложения 18
Введение.
Согласно техническому заданию, требуется спроектировать и рассчитать
широкополосный электронный усилитель, работающий на симметричную нагрузку,
обеспечивающий на выходе усиленный входной сигнал с допустимыми искажениями
Техническое задание.
Входной сигнал:
Экспоненциальный импульс отрицательной полярности.
Uвх=(10(500)мВ
(и=5мкс
Выходной сигнал:
Uвых=250В
Нагрузка:
Rн=250кОм
Входное сопротивление:
Rн>100кОм
Элементная база:
Использовать ИМС.
Диапазон температур:
T=(20(20)0C
Справочные данные на элементы.
Микросхемы
Микросхема 140УD5А
UUпит=(12В
КуU=1500(125000
Rвх=100кОм
Rвых<1кОм
f1=15мГц
Uвых<(4В
Микросхема 140УD10
UUпит=((5(16)В
КуU=50
Rвх=1мОм
Rвых<1кОм
f1=15мГц
Транзистор 2Т888А
UКЭмах=900В
(=0.976
(=40
fв=15мГц
Uвых<(10В
IКб0<10мкА
IКмах=100мА
PКмах=7Вт (с теплоотводом)
Ск=45пФ
Тип p-n-p
Структурная схема усилителя
Исходя из технического задания, была выбрана структурная схема
усилителя рис.1
Структурная схема усилителя
Uвх Входной Предусилитель
Делитель
Фазоинвертор Оконечный
каскад
Рис.1
Входной делитель даёт возможность делить входной сигнал в
соотношениях 1:1, 1:10, 1:50.
Предусилитель обеспечивает большой коэффициент усиления при
минимальных искажениях.
Фазоинвертор обеспечивает на выходе одинаковые по модулю и разные по
фазе напряжения.
Оконечный каскад обеспечивает усиление мощности сигнала для
эффективного управления нагрузкой. Так как он вносит в сигнал максимальные
искажения, то его коэффициент усиления этого каскада выбирают небольшим.
Входной делитель
С1
R1
C2 R2 C3 R3
Рис №2
Зададимся
R1=100кОм
С1=220пФ
K1= 0.1 ( коэффициент деления 1:10)
K2=0.02 ( коэффициент деления 1:50)
C1R1= C2R2= C3R3
R2=R1*K1/(1-K1)
R3=R1*K2/(1-K2)
R2=11кОм
R3=2кОм
Рассчитаем СI
Пусть С1=220пФ
Тогда С2=С1*R1/R2=2нФ
С3=С1*R1/R3=10.8 нФ
Номинальные значения:
R2=11кОм С2=2 нФ
R3=2кОм С3=11 нФ
Предварительный усилитель
C1 DA1 C2 DA2 C3 DA3
( ( (
( ( (
R2 R4 R6
R7
R1 R3 R4
Рис. 3
Первый и второй каскад (DA1,DA2) предусилителя идентичны и построены на ОУ
140УД5А
Расчёт ведем для одного каскада.
Коэффициент усиления ОУ определяется по формуле:
Возьмём коэффициент усиления DA1 и DA2 K01*=16
Возьмем R1=10 кОм
Тогда: R2=R1(K0-1)= 150кОм
Верхняя граничная частота при K0=16, fВ=5МГц (справ. данные)
Нижняя граничная частота при C1=1мкФ
Возьмём С4=С5=1 мкФ R7=100кОм R6=33кОм
Третий каскад (DA3) предусилителя построен на ОУ 140УД10
В последним третьем каскаде введена регулировка коэффициента усиления всего
усилителя. Зададимся условием чтобы его минимальный коэффициент усиления
был равен: К0=3 он зависит от величен сопротивлений R5 и R6
При R5=10кОм и R6=20кОм коэффициент усиления составит K0min=3
Пусть максимальный коэффициент усиления составит K0мах=4
Следовательно R7=R5(K0min-1)-R6=10кОм
Верхняя граничная частота при K0=4, fВ=5МГц (справ. данные)
Нижняя граничная частота при C3=1мкФ
Параметры всего ПУ
Коэффициент усиления всего ПУ: K0=K01K02K03
K0max=K01K02K03=1024
K0min=K01K02K03=768
Верхняя граничная частота:
FВПУ=2.9 МГц
Нижняя граничная частота
fн= f1+f2+f3=5Гц
Расчёт фазоинвертора:
С2 DA1
(
(
Вх
R2
C1 R1 DA2
(
(
Рис. 4
Фазоинвертор построен на 2x- ОУ 140УД10
DA1- включен как повторитель
DA2 - включен как инвертор
Коэффициент усиления повторителя К01=1
Коэффициент усиления инвертора К02(1 когда R2<
