МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Курсовой проект
по дисциплине «Схемотехника»
Тема: «Высококачественный усилитель переменного тока»
Вариант 1

Выполнил: Студент гр.

Проверил: ____________________


Содержание

1. 
   Техническое задание
   
2. 
   Теоретическое исследование
   
3. 
   Исследование на основе инвертирующего РУ
   
4. 
   Исследование на основе неинвертирующего РУ
   
5. 
   Исследование усилителя на основе двух усилительных подсхем
   
6. 
   Моделирование усилителя переменного тока в системе Multisim
   
   1. 
      Усилитель с одной усилительной подсхемой
      
   2. 
      Усилитель с двумя усилительными подсхемами
      
7. 
   Экспериментальное исследование усилителя переменного тока с использованием учебной лабораторной станции виртуальных приборов NI ELVIS
   
   1. 
      Усилитель на одном не инвертирующем РУ
      
   2. 
      Усилитель на одном не инвертирующем и инвертирующем РУ
      
8. 
   Проектирование мощного выходного каскада усилителя
   
9. 
   Список литературы
   

1. 
   

   Параметры	1
   Коэффициент усиления в полосе пропускания	800
   Нижняя граничная частота полосы пропускания , Гц	30
   Верхняя граничная частота , кГц, не менее	22
   Входное сопротивление, кОм	50
   Постоянное напряжение помехи на выходе, В, не более	0,5
   Максимальный ток нагрузки , А, не менее	1
   Максимальное выходное напряжение , В, не менее	10

   Техническое Задание
   
   
   

---

2. 
   Теоретическое исследование
   

Цель: ознакомление с принципами построения не инвертирующих и инвертирующих решающих усилителей, представляющих собой комплексную схему из операционного усилителя и внешних элементов, образующих цепь отрицательной обратной связи.

3. 
   Исследование инвертирующего РУ
   

Усилитель аналогичен схеме инвертирующего РУ с разделительным конденсатором С1 на входе, представлен на рис.1.1 (ФГ – функциональный генератор, АБ – анализатор Боде).


Рис.1.1
На рис.1.2 представлены асимптотические ЛАФЧХ операционного усилителя (1) и усилителя переменного тока (2), где - частота среза ОУ; - соответственно верхняя и нижняя граничные частоты полосы пропускания усилителя переменного тока, на которых модуль коэффициента усиления снижается на 3 дБ по сравнению с максимальным значением; - полоса пропускания усилителя.



Рис.1.2
Коэффициент усиления и входное сопротивление усилителя переменного тока в полосе пропускания определяются схемными функциями инвертирующего РУ.
; (1.1)
Частотная характеристика усилителя переменного тока в области нижних частот целиком формируется конденсатором С1, в области верхних частот она зависит от частотных свойств скорректированного ОУ, при этом граничные частоты

---

определяются соотношениями
; (1.2)

Расчет.

Из соотношения R1= =50 кОм;

R2 = |Ku|*R1 = 800*50 кОм = 40 Мом

Сопротивление R2 очень большое, практически трудно реализуемо, следовательно в схеме рис.1.1 не удастся получить совместно большой коэффициент усиления и большое входное сопротивление.

4. 
   Исследование неинвертирующего РУ
   

Усилитель аналогичен схеме неинвертирующего РУ, конденсатор С2 используется для минимизации входного напряжения покоя усилителя, представлен на рис.2.1.


Рис.2.1
Частотная характеристика усилителя аналогично характеристике 2, представленной на рис.1.2. В полосе пропускания (С1 и С2 – к.з.) имеем частный случай неинвертирующего РУ.

При этом получаем: ; (2.1)

Нижняя граничная частота:

---

(2.2)

Верхняя граничная частота fв зависит от инерционных свойств операционного усилителя и обратно пропорциональна коэффициенту усиления всего усилителя переменного тока.

Таким образом, при использовании одного неинвертирующего РУ в качестве усилителя переменного тока удается получить одновременно большой коэффициент усиления (100…1000) и большое (1…10МОм) входное сопротивление усилителя, но при этом существуют определенные трудности в реализации высокой верхней граничной частоты fв.

Расчет.

Выберем емкость: С1 = С2 = 1 мкФ

Из соотношения (2.2): R1 = = 1/(2*3.14*30*10-6)  5.308 кОм

Из соотношения (2.1) получаем: R3 = RВХ =50 кОм

R2 = (KU-1)R1 = (800-1)5.308  4.241 Мом

Конденсатор С1 становится «проходным» на более низких частотах, чем конденсатор С2, и тем самым практически не влияет на нижнюю граничную частоту
= 10/(2*3.14*1*0.5) = 3.184 Гц 3.2 Гц,

5. 
   Исследование усилителя на основе двух усилительных подсхем
   

Рис.3.1
От недостатка усилителя, изображенного на рис.2.1, свободна схема усилителя переменного тока, представленная на рис.3.1. Этот усилитель состоит из двух усилительных подсхем: входная подсхема реализуется на неинвертирующем РУ(DA1;R1;R2;R3), что позволяет обеспечить большое входное

---

сопротивление усилителя переменного тока; входная подсхема представляет собой инвертирующий РУ(DA2;R4;R5) и используется для получения высокого коэффициента усиления KU всего усилителя переменного тока. В полосе пропускания:
(3.1)

Для получения наибольшей верхней граничной частоты усилителя (рис.3.1) целесообразно выбирать коэффициенты усиления инвертирующего и не инвертирующего РУ по модулю примерно одинаковыми. Нижняя граничная частота: (3.2)

Расчет.

Для инвертирующего РУ.
С1 = С2 = 1 мкФ.

R4 = = 1/(2*3.14*30*10^-6)  5.308 кОм
Для получения наибольшей частоты коэффициенты и должны быть примерно одинаковыми, тогда |Kuи| =

---

Смотрите также файлы

• Устав проекта Проект школьного питания Группа управления проектом.docx

• 3 Наши семейные ценности.docx

• 1. Жалпы білім беретін мектептерде информатиканы оыту масаты.docx

• Ориентированные графы.docx

• Прошло времени 14 мин. 30 сек.pdf