курсовая 1. Курсовая работа. Проектирование усилителяфотоприёмника воспи

• Название: Проектирование усилителяфотоприёмника воспи
• Анкор: курсовая 1
• Дата: 06.03.2022
• Размер: 1.11 Mb.
• Имя файла: Курсовая работа.docx
• Тип: Курсовой проект; #385087
• страница: 6 из 6

Расчет С16 и С17

Рис.15 Схема для расчета С16 и С17

Тип – ОРА655, частота единичного усиления f1 – 400МГц, коэффициент усиления ОУ Кf=55дБ=562. Здесь можно выделить четыре узла.

Первый узел (ОУ1) задает собственный коэффициент усиления, моделируемого ОУ 562.

Второй узел (ИТУН 1) отражает полюс функции передачи, создаваемый дифференциальным каскадом.

Крутизна S₁= –1мСм и R₃=1кОм дают коэффициент усиления этого узла K₂=S_1*R₃= –1, частоту полюса определяет постоянная времени τ₁=R₃C1, из условия f_p1=1/2πτ₁. Полагая, что в этом узле формируется первый полюс АЧХ с частотной коррекцией , получим

.

Узел третий (ИТУН 2) выполняет аналогичную функцию. В этом узле формируется полюс f_p2, так же при коэффициенте усиления K₂=S₁*R₃= –1. Для частоты второго полюса получаем емкость

.

Знак минус перед крутизной в обоих случаях отражает поворот фазы в ДК и каскаде усиления напряжения (ОЭ).

Четвертый узел (ОУ2) моделирует оконечный каскад, построенный по схеме с общим коллектором, он характеризуется коэффициентом усиления равным 1 и не поворачивает фазу сигнала, поэтому заземлен инвертирующий вход.

Изменение частотных характеристик после введения ООС:





Рис.16 Частотные характеристики усилителя до и после введения ООС

5. Выполнение технических условий

На текущем этапе проведем проверку выполнения технических условий схемы.

Подставив рассчитанные значения в схему определим зависимость сопротивления передачи от частоты R(f)=U_ВЫХ/I1.







Рис.17 Зависимость сопротивления передачи от частоты

Так как fв >fн т.з. (32кГц>20кГц), спроектированный усилитель на данном этапе не удовлетворяет требованиям технического задания.

Применим высокочастотную эмиттерную коррекцию. Для этого сопротивление эмиттера транзистора V4 заменяем на два эквивалентных сопротивления (рис. 17):

,

где сопротивление R’11 подбирается из соотношения:

R’11 << R’’11 ( 0,1· R’’11)



Рис.18 Замена сопротивления эмиттера V4 на эквивалентное







Рис.19 Зависимость сопротивления передачи от частоты с применением эквивалентного сопротивления

На рис.18 видно, что нижняя частота 20 кГц теперь входит в полосу пропускания.

Так как fн ≤ fн т.з. (5.44кГц<30кГц), а fв ≥ fв т.з.
(2.16МГц ≥ 1МГц) спроектированный усилитель удовлетворяет требованиям технического задания.

Пересчитаем значение K_F. Для этого у исправленной схемы найдем значение U(13).



Рис.20 График U₁₃ – входного напряжения ОУ с применением эквивалентного сопротивления

В этом случае компьютер покажет амплитуду сигнала U_13m≈ 0.658 В.

Тогда искомый коэффициент усиления будет равен:



Отсюда:

Нормированные значения сопротивлений
R14	0.47 кОм
R15	1.5 кОм

Таблица 12 – Нормированные значения сопротивленийR14, R15

Подставив рассчитанные «новые» значения в схему, заново определим зависимость сопротивления передачи от частоты R(f)=U_ВЫХ/I1.







Рис.21 Зависимость сопротивления передачи от частоты с применением эквивалентного сопротивления и пересчитанными R14 и R15

Так как fн ≤ fн т.з. (9кГц<20кГц), а fв ≥ fв т.з.
(1.5МГц ≥ 1МГц) спроектированный усилитель удовлетворяет требованиям технического задания.

6. Проверка выходного напряжения

Рис. 22 ГрафикU₂₁ – выходного напряжения
По заданию действующее значение выходного напряжения U_2Н = 2В. Из графика (рис.24) получается:

.

На выходе получено нужное напряжение.
Приложение 1. Чертёж принципиальной схемы

Приложение 2. Спецификация – перечень элементов принципиальной схемы

Обозн.	Наименование	Кол.	Примечание
AD1	Операционный усилитель μ741В	1
С1…C8	Конденсатор 1мкФ	8
R1	Резистор 1МОм ±5%	1
R2	Резистор 2Мом ±5%	1
R3	Резистор 82кОм ±5%	1
R4	Резистор 8,2кОм ±5%	1
R5	Резистор 0,75кОм ±5%	1
R6	Резистор 0,51кОм ±5%	1
R7	Резистор 5,1кОм ±5%	1
R8	Резистор 2кОм ±5%	1
R9	Резистор 270Ом ±5%	1
R10	Резистор 620Ом ±5%	1
R11	Резистор 150Ом ±5%	1
R12, R13	Резистор 3кОм ±5%	2
R14	Резистор 0,47кОм ±5%	1
R15	Резистор 1,5кОм ±5%	1
V1	Фотодиод ФДК-227	1
V2	Транзистор КП 307Б	1
V3, V4	Транзистор КТ325А	2

7. Список литературы

1. Войшвилло Г.В. Усилительные устройства: Учебник для вузов. – 2-е изд. – перераб. и доп. – М.: Радио и связь. 1983.

2. Алексеев А.Г., Климова П.В. Методические указания по курсу “Схемотехника аналоговых электронных устройств”. Проектирование усилителя - фотоприёмника ВОСПИ. – Санкт-Петербург, 2012.

3. Проф. А.Г. Алексеев, доц. П.В. Климова. К расчету резисторных каскадов. Методические указания по курсу «основы схемотехники». – Санкт-Петербург, 2010.

Оглавление

1.Содержание задания курсового проектирования 2

1.2.Проектное задание 2

1.3.Техническое задание 3

2.Описание принципиальной схемы 5

3.Расчет элементов схемы по постоянному току 7

3.1.Предварительный расчет резисторов по постоянному току 7

3.1.1.Предварительный расчет резисторов диода V1 7

3.1.2.Предварительный расчет по постоянному току каскада на полевом транзисторе V2 9

3.1.3Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах V3, V4 13

3.1.4Расчёт по постоянному току в схеме на ОУ 18

4.Расчет по сигналу 19

4.1.Расчет полной эквивалентной схемы 19

4.2Расчет С16 и С17 23

5.Выполнение технических условий 26

6.Проверка выходного напряжения 32

Приложение 1. Чертёж принципиальной схемы 33

Приложение 2. Спецификация – перечень элементов принципиальной схемы 34

7.Список литературы 35