-
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
