Проектирование усилительного устройства

Структурная схема усилителя

Исходными данными для разработки усилителя являются:

1) - ЭДС источника сигнала, В;

2) – внутреннее сопротивление источника сигнала, кОм;

3) – сопротивление нагрузки усилителя, Ом;

4) – мощность нагрузки, Вт.

Кроме того заданы требования к частотной характеристике усилителя:

1) тип фильтра;

2) тип аппроксимации частотной характеристики фильтра;

3) порядок фильтра;

4) - частота среза (для ФНЧ и ФВЧ), Гц;

5) - частота нижней границы полосы пропускания (или задерживания) для полосовых фильтров, Гц;

6) - частота верхней границы полосы пропускания (или задерживания) для полосовых фильтров, Гц.

Общая схема усилителя показана на рисунке 3.1.

Входной каскад (ВК) предназначен для согласования источника сигнала с усилителем и предварительного усиления входного сигнала. Коэффициент усиления по напряжению данного каскада не следует делать выше 15 – 25.

Активный фильтр (АФ) формирует заданные частотные свойства усилителя и может усиливать входной сигнал, если это необходимо.

 

Рисунок 3.1 – Структурная схема усилителя

Коэффициент усиления активного фильтра не следует задавать слишком высоким, поскольку это иногда затрудняет выбор операционного усилителя. Его следует выбирать в диапазоне 1 – 10.

Следует учесть, что схема фильтра верхних частот (ФВЧ), рекомендованная к расчету в данной работе, выполнена на повторителе напряжения и имеет фиксированный коэффициент усиления, равный единице.

Усилитель мощности (УН) служит для создания в нагрузке требуемой мощности усиливаемого сигнала.

Определение основных параметров усилителя

Первым шагом выполнения курсовой работы является определение четырех основных параметров будущего усилителя:

1) - входного сопротивления усилителя, кОм;

2) - действующего значения напряжения на нагрузке, В;

3) - действующего значения тока нагрузки усилителя, А.

4) - коэффициента усиления по напряжению;

Входное сопротивление усилителя определяетсятаким образом:

Rвх = Rг∙ (10¸ 100). (3.1)

Зная величину требуемого входного сопротивления усилителя, можно правильно выбрать схему входного каскада.

Действующее напряжение на нагрузке находится по формуле:

, . (3.2)

Коэффициент в выражении (3.2) принят для обеспечения некоторого запаса по напряжению в усилителе мощности.

Действующее значение тока нагрузки находится так:

. (3.3)

Коэффициент усиления по напряжению рассчитывается по выражению:

. (3.4)

После расчета основных параметров усилителя нужно распределить усиление по каскадам.

Известно, что общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. Поэтому

, (3.5)

где - коэффициент усиления по напряжению входного каскада;

- коэффициент усиления по напряжению активного фильтра;

- коэффициент усиления по напряжению усилителя мощности.

Для дальнейшего расчета следует более или менее равномерно распределить общий коэффициент усиления по каскадам, с учетов вышеуказанных замечаний.

Например, общий коэффициент усиления усилителя с фильтром нижних частот равен 108.

Распределяем этот коэффициент таким образом:

; ; . Получаем .

Другой пример: общий коэффициент усиления усилителя с фильтром верхних частот равен 108.

Распределяет этот коэффициент таким образом:

; ; . Получаем .

Выбор схемы и параметров входного каскада

Схема входного каскада в данной работе выбирается из двух вариантов:

- схема инвертирующего усилителя на операционном усилителе (ОУ) (рисунок 3.2);

- схема неинвертирующего усилителя на ОУ (рисунок 3.3).

Инвертирующий усилитель имеет значительно меньшую зависимость напряжения смещения от частоты и амплитуды входного сигнала, чем неинвертирующий. Поэтому следует стараться применять во входном каскаде схему инвертирующего усилителя, если это возможно.

Перед выбором схемы входного каскада следует определить его возможное входное сопротивление в схеме инвертирующего усилителя.

[кОм]. (3.6)

Если , то следует использовать схему инвертирующего усилителя (рисунок 3.2).

Если , следует применить схему неинвертирующего усилителя (рисунок 3.3).

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Акустические устройства и средства информации
2. Асинхронные задачи интерфейса с устройствами ввода/вывода.
3. Басалай Г.А. «Проектирование техники для подземных работ»
4. В чьей компетенции находится создание условий для массового отдыха жителей поселения и организация обустройства мест массового отдыха населения
5. В.Н. Татищев. Теоретико-методологические основы исторических взглядов. Движущие силы истории. Причины возникновения государств и формы государственного устройства. Периодизация всемирной истории.
6. Введение в ландшафтное проектирование.
7. Визуальные устройства и средства информации
8. ВНУТРЕННИЕ САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
9. Внутренние устройства газоснабжения
10. ВОПРОС 8. Производственный процесс: характеристика, проектирование
11. Вопрос: 3 Нужно ли проводить проверку отсутствия напряжения, если стационарные сигнализирующие устройства показывают его отсутствие?
12. Воспроизводящие устройства плазменного типа