МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Усилитель вертикального отклонения осциллографа

    Усилитель вертикального отклонения осциллографа

    Министерство общего и профессионального образования РФ

    Уральский государственный технический университет

    Кафедра ФМПК

    РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

    Пояснительная записка

    19.02 520000 012 ПЗ

    Студент: Лебедев В.В.

    Руководитель: Стрекаловская З.Г.

    Н. Контролёр Замараева И.В.

    Группа: ФТ-429

    Екатеринбург

    1998 г.

    Содержание

    Стр.

    1. Введение 3

    2. Техническое задание 3

    3. Справочные данные на элементы 4

    4. Структурная схема усилителя 5

    5. Расчёт входного делителя 6

    6. Расчёт предусилителя 7

    7. Расчёт фазоинвертора 9

    8. Расчёт оконечного каскада 11

    9. Расчёт граничных частот 15

    10. Заключение 16

    11. Библиографический список 17

    12. Приложения 18

    Введение.

    Согласно техническому заданию, требуется спроектировать и рассчитать

    широкополосный электронный усилитель, работающий на симметричную нагрузку,

    обеспечивающий на выходе усиленный входной сигнал с допустимыми искажениями

    Техническое задание.

    Входной сигнал:

    Экспоненциальный импульс отрицательной полярности.

    Uвх=(10(500)мВ

    (и=5мкс

    Выходной сигнал:

    Uвых=250В

    Нагрузка:

    Rн=250кОм

    Входное сопротивление:

    Rн>100кОм

    Элементная база:

    Использовать ИМС.

    Диапазон температур:

    T=(20(20)0C

    Справочные данные на элементы.

    Микросхемы

    Микросхема 140УD5А

    UUпит=(12В

    КуU=1500(125000

    Rвх=100кОм

    Rвых<1кОм

    f1=15мГц

    Uвых<(4В

    Микросхема 140УD10

    UUпит=((5(16)В

    КуU=50

    Rвх=1мОм

    Rвых<1кОм

    f1=15мГц

    Транзистор 2Т888А

    UКЭмах=900В

    (=0.976

    (=40

    fв=15мГц

    Uвых<(10В

    IКб0<10мкА

    IКмах=100мА

    PКмах=7Вт (с теплоотводом)

    Ск=45пФ

    Тип p-n-p

    Структурная схема усилителя

    Исходя из технического задания, была выбрана структурная схема

    усилителя рис.1

    Структурная схема усилителя

    Uвх Входной Предусилитель

    Делитель

    Фазоинвертор Оконечный

    каскад

    Рис.1

    Входной делитель даёт возможность делить входной сигнал в

    соотношениях 1:1, 1:10, 1:50.

    Предусилитель обеспечивает большой коэффициент усиления при

    минимальных искажениях.

    Фазоинвертор обеспечивает на выходе одинаковые по модулю и разные по

    фазе напряжения.

    Оконечный каскад обеспечивает усиление мощности сигнала для

    эффективного управления нагрузкой. Так как он вносит в сигнал максимальные

    искажения, то его коэффициент усиления этого каскада выбирают небольшим.

    Входной делитель

    С1

    R1

    C2 R2 C3 R3

    Рис №2

    Зададимся

    R1=100кОм

    С1=220пФ

    K1= 0.1 ( коэффициент деления 1:10)

    K2=0.02 ( коэффициент деления 1:50)

    C1R1= C2R2= C3R3

    R2=R1*K1/(1-K1)

    R3=R1*K2/(1-K2)

    R2=11кОм

    R3=2кОм

    Рассчитаем СI

    Пусть С1=220пФ

    Тогда С2=С1*R1/R2=2нФ

    С3=С1*R1/R3=10.8 нФ

    Номинальные значения:

    R2=11кОм С2=2 нФ

    R3=2кОм С3=11 нФ

    Предварительный усилитель

    C1 DA1 C2 DA2 C3 DA3

    ( ( (

    ( ( (

    R2 R4 R6

    R7

    R1 R3 R4

    Рис. 3

    Первый и второй каскад (DA1,DA2) предусилителя идентичны и построены на ОУ

    140УД5А

    Расчёт ведем для одного каскада.

    Коэффициент усиления ОУ определяется по формуле:

    Возьмём коэффициент усиления DA1 и DA2 K01*=16

    Возьмем R1=10 кОм

    Тогда: R2=R1(K0-1)= 150кОм

    Верхняя граничная частота при K0=16, fВ=5МГц (справ. данные)

    Нижняя граничная частота при C1=1мкФ

    Возьмём С4=С5=1 мкФ R7=100кОм R6=33кОм

    Третий каскад (DA3) предусилителя построен на ОУ 140УД10

    В последним третьем каскаде введена регулировка коэффициента усиления всего

    усилителя. Зададимся условием чтобы его минимальный коэффициент усиления

    был равен: К0=3 он зависит от величен сопротивлений R5 и R6

    При R5=10кОм и R6=20кОм коэффициент усиления составит K0min=3

    Пусть максимальный коэффициент усиления составит K0мах=4

    Следовательно R7=R5(K0min-1)-R6=10кОм

    Верхняя граничная частота при K0=4, fВ=5МГц (справ. данные)

    Нижняя граничная частота при C3=1мкФ

    Параметры всего ПУ

    Коэффициент усиления всего ПУ: K0=K01K02K03

    K0max=K01K02K03=1024

    K0min=K01K02K03=768

    Верхняя граничная частота:

    FВПУ=2.9 МГц

    Нижняя граничная частота

    fн= f1+f2+f3=5Гц

    Расчёт фазоинвертора:

    С2 DA1

    (

    (

    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<

    Пусть R1=10кОм и R2=1кОм ( 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*(т=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+()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+(*K0

    (=RЭ/RК=0.033 RЭ - сопротивление О.О.С.

    RЭ=(* RК=445Ом ( RЭ1=RЭ-RЭ(4кОм-430Ом(3,6кОм

    F=1+(*K0=107.5 – глубина обратной связи

    Входная проводимость:

    G11= IК0/м*(т*(=6.4*10-3

    (т – тепловой потенциал

    rвх =1/g11=156 Ом

    rэ=(т/IЭо=1.27Ом

    сопротивление базы транзистора

    rБ=rвх-(rЭ=105Ом

    Расчёт по переменному току:

    Найдём нижнюю частоту

    Расчёт граничных частот

    Рассчитаем верхнюю частоту всего усилителя по формуле:

    Обеспечим при этом длительность фронта равной:

    (Ф=0.35/fВ=0.34 мкс

    что для (И=5мкс составляет менее 7%

    Рассчитаем нижнюю частоту всего усилителя по формуле

    fн= fнпр+fнфаз+fнокон=5+16+260=281Гц

    Для предварительного усилителя

    (нпр=С4*Rвх=0.1с

    fнпр= 1/(2(*(нпр)=1.6 Гц

    Для фазоинвертора

    (нфи=С7*R10=0.01с

    fнфи= 1/(2(*(нфи)=16 Гц

    Для предоконечного каскада

    (нпре=С8*Rвх=1с

    fнпре= 1/(2(*(нпре)=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.

    -----------------------

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.