Файл: Проектирование инструментального усилителя с подавителем синфазной помехи во входной цепи.docx

Распределение заданных параметров проектируемого устройства по отдельным преобразователям выбранной функциональной схемы

1. 
   Распределение нелинейных искажений
   

Общий коэффициент нелинейных искажений приблизительно равен сумме коэффициентов нелинейных искажений последовательно включенных усилительных преобразователей. В выбранном варианте ИУ содержатся два последовательно соединенных усилительных преобразователя (усилители № 1 и 2, а также усилитель № 3). Для них будет справедливо следующее соотношение:Так как нелинейные искажения первой части ИУ (усилители № 1, 2) будут усиливаться во второй части ИУ, то примем такое распределение нелинейных искажений:

2. 
   Распределение коэффициентов усиления
   

Общий коэффициент усиления:где .С учетом нелинейности амплитудной характеристики усилителей и заданных нелинейных искажений, значения коэффициентов усиления отдельных частей ИУ следует определять по формулам:где – ЭДС источника двухполярного питания операционного усилителя (ОУ); – неиспользуемая часть напряжения питания; – амплитуда синфазной помехи.Определим значения и . Это производится путем априорного допущение об использовании ОУ общего назначения. Для них типовое значение

---

. Тогда, .Подставим заданное значение амплитуды помехи :Произведение существенно меньше требуемого значения . Увеличим величину ЭДС источника питания ОУ, возьмем значение для (зададим расчетное значение для преобразователя питания). Построим график зависимости от при скорректированном значении (рис. 4).

4. 
   – Определение
   

Из точки пересечения линии и кривой зависимости от следует опустить перпендикуляр на ось абсцисс, где нужно отметить значение допустимой амплитуды синфазной помехи. Полученное значение:Подставим значение вместо и определим значения и , которые будут использоваться в дальнейших расчетах.

3. 
   Определение коэффициента ослабления синфазной помехи
   

---

Зная значения и можно определить коэффициент ослабления синфазной помехи:

3. 1   2   3   4   5   6   7

---

Выбор принципиальной схемы инструментального усилителя и подавителя синфазной помехи

В соответствии с функциональной схемой на рис. 3 выбираем трехусилительную схему инструментального усилителя, т. к. эта схема имеет вспомогательный выход синфазного напряжения. Электрическая схема проектируемого ИУ показана на рис. 6. Здесь предусмотрено включение конденсаторов и в цепях отрицательной обратной связи (ООС) усилителей и для формирования верхнечастотного спада амплитудочастотной характеристики (АЧХ).

5. 
   – Предварительная электрическая схема инструментального усилителя с подавителем синфазной помехи во входной цепи.
   

Нагрузка подключается через разделительный конденсатор предназначенный для формирования низкочастотного спада АЧХ. Во входных цепях и учтены паразитные емкости соединительных кабелей . Источники тока (для компенсации помехи) выполняются на каскадах с общим эмиттером и отрицательной обратной связью типа Z. Эти источники тока реализуются на транзисторах , (источник тока № 1) и , (источник тока № 2). Усилитель № 4, показанный на рис. 3, реализуется на транзисторах , и транзисторах источников тока. Для термостабилизации транзисторных преобразователей предусмотрена термокомпенсация с помощью токовых зеркал на транзисторах

---

– и .Работа проектируемого усилителя с подавителем синфазной помехи во входной цепи происходит следующим образом. Усилители и усиливают полезный сигнал, а сигнал синфазной помехи передают с единичным коэффициентом передачи. Сопротивления резисторов и выбираются равными друг другу. Поэтому напряжение на эмиттерах , пропорционально напряжению синфазной помехи. Транзисторы , работают в схеме с общей базой и передают входной ток (пропорциональный напряжению синфазной помехи) без усиления на резисторы и , где формируются усиленные напряжения, пропорциональные синфазной помехе. Напряжения с резисторов и , управляют коллекторными токами транзисторов – . Удвоенные приращения коллекторных токов каждой пары , и , создают на сопротивлениях . компенсирующие падения напряжения, которые уменьшают амплитуду синфазной помехи на входах усилителей и

---