К(jw_в)=10^120/20=10⁶

К(jw_H)=10^40/20=10²
Сопротивление R₁ = R_ВХ = 2 Мом. Сопротивление R₂ найдем из условия



Примем R₂=200МОм.
4. Найдем ;
5. Произведем оценку частотных искажений вносимых рассчитанным усилителем. Частотные погрешности вносятся всеми цепями усилителя, но обычно наибольшую часть составляют искажения, вносимые выходным каскадом усиления. При проектировании усилителя принято ориентировочно задавать частотные искажения на уровне 10-20 % (М_в=1,1-1,2 – коэффициент частотных искажений на верхней частоте). Пусть частотные искажения = 15% тогда поделим их между каскадами:


6. Проверим, не превышают ли частотные искажения, вносимые входной частью, заданную нами величину.

Полученная входная часть удовлетворяет нашим условиям.
Проектирование выходной части
1. Ориентировочная схема изображена на рис. 5.



Рис.5. Структурная схема выходной части операционного усилителя
2. Определим требуемый выходной ток ОУ



Для того чтобы определить, сколько каскадов эммитерных повторителей усилителя мощности необходимо поставить на выходе измерительного усилителя, рассчитаем ток на выходе усилителя.

Сопротивление нагрузки ОУ

Найдем коэффициент усиления по току, который должен обеспечивать наш усилитель мощности




Рис.6. Принципиальная схема выходной части операционного усилителя
Коэффициент передачи одного каскада эммитерного повторителя h

---

_21Э=20…50, поэтому усилитель мощности будет состоять из одного каскада (Рис.6).
3. Входное сопротивление УМ.



R₃ – ограничивающий резистор, служащий для предохранения УМ от короткого замыкания (R₃ 2кОм). Примем R₃=2,1кОм.
4. Определим выходное напряжение


5. Необходимо выбрать ОУ с напряжением питания большим, чем выходное напряжение на 1В, так как на усилительном каскаде падение напряжения составляет 1В. Ещё одной причиной увеличения U_П служит то, что напряжение на выходе ОУ не может быть больше чем напряжение питания.

Выбираем операционный усилитель К1408УД1.

Его характеристики: K=7*10₄; R_H = 2 кОм; f₁ = 0,5 МГц; U_п =20В; I_п = 40мА; I_вх = 40нА; U_см=8 мВ
6. Построим ЛАЧХ (Рис.7).



Рис. 7. ЛАЧХ операционного усилителя

7. Определим К_ОС

Для уменьшения частотных искажений на нижней частоте возьмем

К(w_Н)=10^100/20; К(w_В)=10^40/20



Найдем из условия


8. Определим R₁ и R₂. Для этого сначала определим верхнюю и нижнюю границу их суммы.



9. Выберем транзисторы для эммитерного повторителя. Они выбираются из условия I_{K max} должен быть больше тока нагрузки.

I_Н=60мА.

Выберем транзисторы КТ315Б(n-p-n) и КТ361Б(p-n-p)

Характеристики транзисторов.

КТ315Б КТ361Б

I_Kmax = 100 I_Kmax = 100

h_21Э = 20 h_21Э = 20

U_кбо = 20 В U_кбо = 20 В

U_кэо = 20 В U_кэо = 20 В
10. Выберем резисторы R₆ и R₇

Эти резисторы играют защитную роль и поэтому небольших размеров.


11.Диоды VD1 и VD2 задают начальное напряжение на базах VТ1 и VТ2. Это напряжение необходимо, чтобы перевести транзисторы в режим АВ.

Это смещение будет равно

---

С помощью R₄ и R₅ задаются токи через диоды I_VD1 и I_VD2.

Берем диод КД520



Округлим значения сопротивлений до 80кОм.
Проектирование промежуточной части
Для промежуточной части измерительного усилителя выберем усилитель К140УД26. Параметры выбранного усилителя:





Рис.8. Операционный усилитель К140УД26
П остроим ЛАЧХ выбранного усилителя:

Рис. 9. ЛАЧХ Операционного усилителя К140УД26



Амплитуда выходного напряжения из параметров выходного каскада:



Тогда



Следовательно, один каскад не может обеспечить требуемое усиление 60. Значит, возьмем 2 каскада с коэффициентом усиления .



Возьмем для обоих каскадов



Проверим коэффициент частотных искажений.



Подбор стабилизатора



Таблица 1. Параметры стабилизатора:

Тип стабилизатора	Кст(u)	Кст(I)	(Uвх-Uвых)min, В	Uвх, В	Uвых, В	Iн max, мА	Iпит,мА
К142ЕН1А	0,3	0,5	3	9..20	3..12	50..150	4
К142ЕН1Б	0,1	0,2

---

Определение погрешности коэффициента усиления

Погрешность определяется следующим образом:



Определение влияние температуры



Расчет источника питания

1. 
   Расчитаем мощности всех каскадов:
   

Выбираем трансформатор Т17-220-50 (ШЛМ 10х25)
Таблица 2. Параметры трансформатора:

Первичная обмотка				Вторичная обмотка
Выводы обмоток	U, В	Iхх, А	Iном, А	Выводы обмоток	Iном, А	Uхх, В	Uном, В
1,2	220	0,038	0,056	3,4	0,142	45	38,5
				5,6	1,18	1,3	1,05

Но т.к. вторичная обмотка не обеспечивает требуемых параметров, то мы берем тот, же сердечник и первичную обмотку и у нас получится усилитель с параметрами:

Таблица 3. Параметры трансформатора

Первичная обмотка				Вторичная обмотка
Выводы обмоток	U, В	Iхх, А	Iном, А	Выводы обмоток	Iном, А	Uхх, В	Uном, В
1,2	220	0,038	0,056	3,4	0,142	20	19,25
				5,6	0,142	20	19,25

---

2. 
   Выбор диодов
   

Выберем диод КД521А.

3. 
   Подбираем стабилизатор
   

Таблица 4. Параметры стабилизатора:

Тип стабилизатора	Кст(u)	Кст(I)	(Uвх-Uвых)min, В	Uвх, В	Uвых, В	Iн max, мА	Iпит, мА
К142ЕН2А	0,3	0,5	3	15..40	12..30	50..150	4
К142ЕН2Б	0,1	0,2

Определение дополнительного фазового сдвига



Рис. 10. Дополнительный фазовый сдвиг равен 10 градусам.


Заключение

1. Разработан измерительный усилитель, включающий 3 части: входную, промежуточную и выходную.

2. Рассчитан источник питания.

3. Составлена структурная схема, спроектированного усилителя.

Примерная тематика курсовых работ

Студентам, занимающимся в научных кружках могут назначаться темы в соответствии с тематикой их научной работы по согласованию с преподавателем.

Выпрямители

1. 
   Проектирование неуправляемого выпрямителя с активной нагрузкой
   
2. 
   Разработка и расчёт однофазного мостового управляемого выпрямителя и системы импульсного фазного управления
   
3. 
   Разработка и расчет управляемого выпрямителя в асинхронных системах управления
   
4. 
   Расчет трехфазного управляемого выпрямителя (схема Миткевича)
   
5. 
   Разработка и расчет управляемого выпрямителя (схема Ларионова)
   

Умножители

1. 
   Разработка и расчёт умножителей частоты на основе интегральных микросхем
   
2. 
   Разработка и расчёт умножителя частоты с импульсно-фазовой автоподстройкой частоты
   

Усилители

1. 
   Разработка и расчёт импульсного усилителя
   
2. 
   Разработка и расчёт расчет каскада усиления с RC-связью
   
3. 
   Разработка и расчёт е усилителя постоянного тока
   
4. 
   Разработка и расчёт избирательного усилителя на ОУ с мостом Вина,
   
5. 
   Разработка и расчёт операционного усилителя
   
6. 
   Разработка и расчёт усилителя мощности низкой частоты
   
7. 
   Расчет и разработка усилителя низкой частоты на основе биполярных транзисторов
   
8. 
   Расчет и разработка усилителя низкой частоты на основе полевых транзисторов
   
9. 
   Разработка и расчёт симметричного мультивибратора на операционном усилителе
   

---

Смотрите также файлы

• Синтез этилбензоата.rtf

• Предпочтения потребителей представимы дифференцируемыми функциями полезности uk xk1, x2, где x2 количество потребляемого общественного блага, а xk1 потребление частного блага kм потребителем, k A, B, C.docx

• Учебное пособие 2 по английскому языку Для студентов лечебного и педиатрического факультета (2 семестр) 2020 год.doc

• Аналитическая химия фотометрический метод определения меди в растворе.docx

• 1. Появление психологии в Древней Греции на рубеже 76 вв до н э. было связано с необходимостью становления объективной науки о человеке, рассматривавшей душу не на основе сказок,.docx