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

В данном курсовом проекте частотные свойства ОУ не имеют значения. Поэтому выбор типа ОУ следует производить по следующим параметрам: напряжение питания; сила потребляемого тока; входное сопротивление; смещение режима покоя относительно нуля и температурный дрейф; коэффициент усиления (без обратной связи); коэффициент ослабления синфазной составляющей (КОСС); допустимое сопротивление нагрузки; стоимость.Наиболее дешевыми являются самые массовые усилители общего применения. Так как в проектируемом устройстве ОУ используется с глубокой отрицательной обратной связью, то коэффициент усиления, смещение режима покоя и температурный дрейф не имеют значения. Все ОУ общего применения имеют одинаковые значения минимального сопротивления нагрузки и диапазон напряжения питания. Поэтому, при выборе типа ОУ, остается сравнить потребности проектируемого устройства с возможностями ОУ по параметрам: сила потребляемого тока; входное сопротивление.Потребляемый ток желательно минимизировать, так как питание производится от батареи. Входное сопротивление желательно выбрать наибольшим для увеличения коэффициента передачи входной цепи.По указанным параметрам выберем ОУ типа КР140УД7. Характеристики ОУ КР140УД7 приведены в табл. 4.

– Характеристики ОУ КР140УД7

	, мВ	, мкВ/С	, нА	, нА	_,В	, В
					15	3…4.5
, мА	, кОм	, Ом	, кОм	КОСС, дБ	Тип входного каскада	Иностранный аналог
		200			Б/п	μA741

Определим значение коэффициента передачи входной цепи:Рассчитанное значение превышает 0.7, усилитель можно считать подходящим.Заканчивая анализ цепей ОУ по постоянному току следует отметить, что сопротивления резисторов подключенных к выходным клеммам ОУ не должны быть менее допустимого значения сопротивления нагрузки, т е. должны выполнятся условия:

Расчет подавителя синфазной помехи

Расчет усилительных преобразователей обычно ведут от выхода по входу. Поэтому расчет транзисторной части устройства, т. е. подавителя помех, следует начинать с транзисторов , и , . Прежде всего, необходимо выполнить условие:где .Для выполнения этого неравенства составим уравнение:где – сопротивление перехода коллектор-эмиттер; – сила тока покоя ; – глубина ООС типа Z в каскаде с . Напряжение .Учитывая, что глубина ООС должна быть достаточно большой, примем

ТогдаЗначение , а значит условие выполняется. Но при требуется перерасчет преобразователя питания, поэтому уменьшим таким образом, чтобы . Получаем .Вычислим значения сопротивлений:где – крутизна коллекторного тока ; – термопотенциал p-n перехода транзистора.Уточненное значение , значит определим уточненное значение выходного сопротивления транзистора VT1…VT4 по формуле:где – коэффициент усиления транзисторов; ; – сопротивление перехода база-эмиттер. Также вычислим:Значение должно удовлетворять условию . В данном случае различие составляет не больше 10%, что вполне допустимо и можно продолжать расчет далее.Обозначим за напряжение покоя между базой и шиной

. Вычислим:

где – напряжение на переходе база-эмиттер.

Выбор транзисторов – произведем с помощью следующих величин:

При выборе типа транзистора – обеспечим: комплементарность пар транзисторов , и , ; наибольший коэффициент усиления по току ( ); отсутствие составных транзисторов; желательно, чтобы транзисторы , , , входили в одну микросборку, а транзисторы , , , – в другую (комплементарную к первой).

Подходящими являются транзисторы типа 198НТ3Б (n-p-n) и 198НТ7Б (p-n-p).

Так как в схеме подавителя синфазной помехи используется принцип управления «по свидетелю», то транзистор следует выбрать такого же типа, как и , . Аналогично тип

совпадет с типом , . При этом: , .

Для повышения термостабильности транзисторных преобразователей будем проектировать токовые зеркала на , и , в прямом варианте, т. е. принимаем . Транзисторы и выбираем с помощью тех же величин, которые использовались при выборе . При этом желательно, чтобы и входили в одну микросборку. Транзисторы и выбираются как комплементарные к , .

Параметры комплементарных транзисторных микросборок приведены в табл. 5.

– Параметры комплементарных транзисторных микросборок

Тип	Количество транзисторов		, МГц	, пф	, В	, мВт	, мА	, мкА
198НТ3Б (n-p-n)	4	20..250	150	5	15	80	30	0,1
198НТ7Б (p-n-p)	4	20..300	150	5	20	80	30	0,5