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<<R1
Пусть R1=10кОм и R2=1кОм Þ K02»1
Для обеспечения симметричного выхода сделаем R2 – переменным сопротивлением
Верхняя граничная частота для 140УD10 – равна 15МГц
Нижняя граничная частота равна:
Необходимо чтобы FН1=FН2 (нижние граничные частоты обоих плеч были одинаковые )
Вожмём С1=1мкФ тогда:
Т.К. RВХповт=RВхоу=1 МОм=100R1,
то чтобы FН1= FН2 следует взять С2=0,01C1=0.01 мкФ
Расчёт оконечного каскада
R1 Rк
Cc2 Cc4
Cc1 Cc3
VT1 VT2
R2 Rэ
CЭ Rэоб
Рис. 5
Принципиальная схема оконечного каскада изображена на рис.3
Поскольку у нас симметричная нагрузка то будем вести расчёт на одно плечо.
Уравнение линией нагрузки будет выглядеть следующим образом:
IКмах=40мА
Динамическая линия нагрузки транзистора
I мА
40
Р.Т.
20
0 100 350 700 UкэВ
Рис. 4
Возьмем RЭ=4кОм и RК=13.5кОМ
Рабочая точка: IК0=20мА UКЭ0=350В
Найдем рассеиваемую мощность
PRк=5.4Вт и PRэ=I2Э0*RЭ=1.7Вт
Произведём расчёт базового делителя:
Пусть Iдел=5мА
UЭ0= IЭ0*RЭ=20мА*4кОм=82В - напряжение на эмиттере
UБ0= UЭ0*UБЭ=82.5В - напряжение на базе
R2= UБ0/Iдел=16400»16 кОм
R1=112272 Ом»110 кОм
RБ»14кОм
Найдём коэффициент термонестабильности NS=1+RБ/RЭ=4,6
Определим крутизну
S=IК0/м*jт=256мА/В
Рассчитаем gэкв
gК=1/RК=1/13.5=7.4*10-5 Cм
gн=1/Rн=4*10-6 Cм
gi=h22=(1+b)IКбо/UКэо=1.177*10-6 Cм
gэкв=gi+gн+gк=7.93*10-5 Cм
Рассчитаем коэффициент усиления
KO=S/gэкв=3228
Введём О.О.С. разделив сопротивление RЭ
Пусть K0*=30 тогда K0*= K0/1+g*K0
g=RЭ/RК=0.033 RЭ - сопротивление О.О.С.
RЭ=g* RК=445Ом Þ RЭ1=RЭ-RЭ»4кОм-430Ом»3,6кОм
F=1+g*K0=107.5 – глубина обратной связи
Входная проводимость:
G11= IК0/м*jт*b=6.4*10-3
jт – тепловой потенциал
rвх =1/g11=156 Ом
rэ=jт/IЭо=1.27Ом
сопротивление базы транзистора
rБ=rвх-brЭ=105Ом
Расчёт по переменному току:
Найдём нижнюю частоту
Расчёт граничных частот
Рассчитаем верхнюю частоту всего усилителя по формуле:
Обеспечим при этом длительность фронта равной:
tФ=0.35/fВ=0.34 мкс
что для tИ=5мкс составляет менее 7%
Рассчитаем нижнюю частоту всего усилителя по формуле
fн= fнпр+fнфаз+fнокон=5+16+260=281Гц
Для предварительного усилителя
tнпр=С4*Rвх=0.1с
fнпр= 1/(2p*tнпр)=1.6 Гц
Для фазоинвертора
tнфи=С7*R10=0.01с
fнфи= 1/(2p*tнфи)=16 Гц
Для предоконечного каскада
tнпре=С8*Rвх=1с
fнпре= 1/(2p*tнпре)=0.2 Гц
Для оконечного каскада
fнокон=260 Гц
RЭоб=0.5RЭ1=1780Ом
Расчет транзисторов на мощность
Обозначение
Рассеиваемая мощность
Примечания
R1
0.0625 мкВт
R2
0.625 мкВт
R3
2,5 мкВт
R4
17мкВт
R5
5мкВт
R6
0.272мВт
R7
80мкВт
R8
0.435мВт
R9
1.7мВт
R10
10мВт
R11
0,14Вт
R12
0.18Вт
R13,R20
0.91Вт
R14,R21
0.4Вт
R15,R19
5.4Вт
Необходим радиатор
R16,R18
1.7Вт
R17
1Вт
Заключение
В ходе данной работы был спроектирован электронный усилитель, позволяющий усиливать переменное напряжение. Параметры данного усилителя соответствуют техническим требованиям.
Библиографический список.
1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник. Под.ред. А.В.Голомедова. Москва,; Радио и связь, 1994
2. Интергральные микросхемы. Операционные усилители. Справочник. Москва,; ВО “Наука”,1993.
Страницы: 1, 2
