Реферат: Проектирование усилителя мощности на основе ОУ

Изобразим упрощённую схему нашего усилителя , заменив оконечный каскад его входным сопротивлением (см. рис. 3.5 ) (ООС на схеме не показана, но подразумевеется ). Здесь R _н ^экв º R _вх ^ок = 8 кОм ; U _{вых ос} = U _вх ^ок = 8 В , Е_г = 15 В (из задания ).

U _{вых ос} 8000 мВ

K_{u ос} = ¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 5333

E _г 1.5 мВ

1

¾ = K_{u ос} =5333

c

Найдём параметры сопротивлений R₁ и R₂ , задающих обратную связь. Зависимость коэффициента обратной связи c от сопротивлений R₁ и R₂ может быть представлена следующим образом:

R₁

c = ¾¾¾

R₁ +R₂

Зададим R₁ = 0.1 кОм . Тогда :

1 R₁ 1

¾¾ = ¾¾¾ = ¾¾¾ Þ 5333 = 1 + 10 R₂ Þ R₂ = 540 кОм

K_{u ос} R₁ +R₂ 5333

6. Оценка влияния параметров усилителя на завал АЧХ в области верхних и нижних частот

Усилитель мощности должен работать в определённой полосе частот ( от ¦ _н до ¦ _в ) . Такое задание частотных характеристик УМ означает, что на граничных частотах ¦ _н и ¦ _в усиление снижается на 3 дБ по сравнению со средними частотами, т.е. коэффициенты частотных искажений М_н и М_в соответственно на частотах ¦ _н и ¦ _в равены:

__

М_н = М_в = Ö 2 (3 дБ )

В области низких частот (НЧ) искажения зависят от постоянной времени t _нс цепи переразряда разделительной ёмкости С_р :

_________________

М_нс = Ö 1 + ( 1 / ( 2 p ¦ _н t _нс ))²

Постоянная времени t _нс зависит от ёмкости конденсатора С_р и сопротивления цепи переразряда R _раз :

t _нс = С_р * R _раз

При наличии нескольких разделительных ёмкостей ( в нашем случае 2) М_н равно произведению М_нс каждой ёмкости:

М_н = М_нс1 * М_нс2

Спад АЧХ усилителя мощности в области высоких частот (ВЧ) обусловлен частотными искажениями каскадов на ОУ и оконечного каскада, а так же ёмкомтью нагрузки, если она имеется. Коэффициент частотных искажений на частоте ¦ _в равен произведению частотных искажений каждого каскада усилителя:

М_{в ум} = М_в1 * М_в2 * М_в ^ок * М_вн

Здесь М_в1 , М_в2 , М_в ^ок , М_вн - коэффициенты частотных искажений соответственно каскадов на ОУ, оконечного каскада и ёмкости нагрузки С_н . Если K_{u оу} выбран на порядок больше требуемого усиления каскада на ОУ, то каскад ОУ частотных искажений не вносит ( М_в1 = М_в2 = 1 ).

Коэффициент искажений оконечного каскада задаётся формулой:

_________

М_в ^ок = 1 + ( Ö 1+ ( ¦ _в / ¦ _b ) - 1)(1 - K_u ^{o к} )

Здесь ¦ _b - верхняя частота выходных транзисторов. Коэффициент частотных искажений нагрузки М_вн , определяемый влиянием ёмкости нагрузки С_н в области высоких частот зависит от постоянной времени t _вн нагрузочной ёмкости :

__________________

М_вн = Ö 1 + ( 1 / ( 2 p ¦ _в t _вн ))²

t _вн = С_н * ( R _вых ^ум | | R _н )

При неправильном введении отрицательной обратной связи в области граничных верхних и нижних частот может возникнуть ПОС ( положительная обратная связь) и тогда устройство из усилителя превратится в генератор. Это происходит за счёт дополнительных фазовых сдвигов , вносимых как самим усилителем, так и цепью обратной связи. Эти сдвиги тем больше, чем большее число каскадов охвачено общей обратной связью. Поэтому не рекомендуется охватывать общей ООС больше, чем три каскада.

Заключение

В данном курсовом проекте мы расчитали основные параметры и элементы усилителя мощности, а так же оценили влияние параметров усилителя на завалы АЧХ в области верхних и нижних частот.

Спецификация элементов

№ п / п	Обозначение	Тип	Кол - во
1	R1	Резистор МЛТ-0.5 - 0.1 кОм ± 10 %	1
2	R2	Резистор МЛТ-0.5 - 540 кОм ± 10 %	1
3	R д	Резистор МЛТ-0.5 - 5 Ом ± 10 %	2
4	VD1-VD2	Диод полупроводниковый КД223	2
5	VT1	Транзистор КТ817	1
6	VT2	Транзистор КТ816	1
7	VT3	Транзистор КТ315	1
8	VT4	Транзистор КТ361	1
9	DA1-DA2	Операционный усилитель К140УД6	2

Библиографический список

1. Д. В. Игумнов, Г.П. Костюнина - “Полупроводниковые устройства

непрерывного действия “ - М: “Радио и связь”, 1990 г.

2. В. П. Бабенко, Г.И. Изъюрова - “Основы радиоэлектроники”. Пособие по

курсовому проектированию - М: МИРЭА, 1985 г.

3. Н.Н. Горюнов - “ Полупроводниковые приборы: транзисторы”