Селективный усилитель
Селективный усилитель
8 Министерство образования Российской Федерации ГОУ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ Кафедра "Радиоэлектроники информационных систем" Селективный усилитель Пояснительная записка к курсовой работе по курсу ”Схемотехника аналоговых устройств” Преподаватель: Студент: Группа: 2001г Содержание - Техническое задание
- Основная часть
- Расчётная часть
- Расчёт элементов Полосовых фильтров
- Расчёт элементов Сумматора
- Расчёт элементов Выходного усилителя
- Результаты, выводы
- Список литературы
- Приложения
Техническое задание |
Наименование | Единицы измерения | Обозначение | Значение | | Выходное напряжение Сопротивление нагрузки Ёмкость нагрузки ЭДС источника сигнала Сопротивление источника сигнала Частота первого квазирезонанса Полоса пропускания Частота второго квазирезонанса Полоса пропускания Частота третьего квазирезонанса Полоса пропускания Диапазон плавной регулировки коэффициента передачи Коэффициент усиления | В Ом пФ В Ом кГц кГц кГц кГц кГц кГц дБ дБ | Uвых Rн Cн Eг Rг f1 f1 f2 f2 f3 f3 | 12 100 500 0,1 500 30 20 75 35 120 40 20 40 | | |
Усилитель должен быть простым, надёжным, дешёвым. Основная частьВыбор функциональной схемыРис.1. Функциональная схема селективного усилителя.Состав функциональной схемы:1 - Предварительный усилитель2 - Полосовые фильтры3 - Сумматор4 - Выходной усилительЭто наиболее простая функциональная схема селективного усилителя, её и возьмём за основу.Принципиальная схемаЧтобы соответствовать требованиям ТЗ о простоте и дешевизне схемы коэффициент усиления в 40дБ разобьём таким образом:1. Предварительный усилитель-15дБ2. Полосовые фильтры - 5дБ3. Сумматор - 0дБ4. Выходной усилитель-20дБРасчётная частьРасчёт элементов предварительного усилителяКоэффициент усиления предварительного усилителя Ко=15дБРис.2. Предварительный усилительВыбираем сопротивление R1=10кОм, а R2 находим по формуле R2= R1* Ко=56кОм.Расчёт элементов Полосовых фильтровСхему ПФ взяли в каноническом виде так как она удовлетворяет нас и имеет наиболее простую схему.Расчёт 1ого ПФ: f1=30кГцf1=20кГцKo=1,77C1=C4=51пф Q= f1/f1=30/20=1,5 =2f1C1=2*3,14*30*103*51*10-12=9,6*10-6A=Ko/Q=1,77/1,5=1,18 R3=1/ (A) =1/ (1,18*9,6*10-6) =88,3кОм=1/2Q=1/ (2*1,5) =0,33 R6=/ ( (1+A)) =0,33/ (9,6*10-6 (1+1,18*0,33)) =24,7кОмR9=1/=1/ (9,6*10-6*0,33) =315,7кОмРасчёт 2ого ПФ: f2=75кГцf2=35кГцKo=1,77C2=C5=22пф Q= f2/f2=75/35=2,14 =2f2C2=2*3,14*75*103*22*10-12=1,04*10-5A=Ko/Q=1,77/2,14=0,83 R4=1/ (A) =1/ (0,83*1,04*10-5) =115,8кОм=1/2Q=1/ (2*2,14) =0,23 R7=/ ( (1+A)) =0,23/ (1,04*10-5 (1+0,83*0,23)) =18,6кОмR10=1/=1/ (1,04*10-5*0,23) =418кОмРасчёт 3ого ПФ: f3=120кГцf3=40кГцKo=1,77C3=C6=12пф Q= f3/f3=120/40=3=2f3C3=2*3.14*120*103*12*10-12=9*10-6A=Ko/Q=1,77/3=0,59R5=1/ (A) = 1/ (0,59*9*10-6) =188 Ом7=1/2Q=1/ (2*3) =0,17R8=/ ( (1+A)) =0,17/ (9*10-6 (1+0,59*0,17)) =17,2кОмR11=1/=1/ (9*10-6*0,17) =653,6кОмРасчёт элементов СумматораВсе сопротивления R12…R15 сумматора возьмём по 47кОм, т.к он имеет единичное усиление.Расчёт элементов Выходного усилителяУ выходного усилителя Ко=20дБ=10, возьмём резисторы R16=R17=10кОм,а R18 рассчитаем.R18=R16* Ко - R17=90кОмРезультаты, выводыСелективные усилители применяют там, где из совокупности принимаемых сигналов необходимо выделить только сигналы, занимающие определенный участок спектра частот. Полосу частот, в которой сигналы усиливаются, называют полосой пропускания (прозрачности).Полосу частот, в которой сигналы подавляются, называют полосой заграждения (задержания). В зависимости от взаимного расположения полос пропускания и заграждения различают следующие виды усилителей: нижних частот, верхних частот, полосовые пропускающие, полосовые заграждающие.В селективном усилителе я использовал ОУ К574УД1. Он подходит нам по своим параметрам которые можно посмотреть в Приложении 1. Все остальные элементы рассчитаны, и в принципиальную схему внесены с условием их физического существования (имеются в продаже).Принципиальная схема в Приложении 2. Усилитель создан по каноническим схемам т.к. они удовлетворяют по параметрам и являются простыми для реализации.Перечень элементов находится в Приложении 2.Таким образом, выполнение требований технического задания представляется достаточным. Цель курсовой работы, а именно разработка селективного усилителя, обладающего заданными параметрами, достигнута.Компоновка элементов приведена в Приложении 4Список литературы1. Проектирование усилительных устройств с применением ЭВМ: Методические указания. - Свердловск: изд. УПИ им.С.М. Кирова, 1997 2. В.С. Гутников "Интегральная электроника в измерительных устройствах". - Ленинград "Энергоатомиздат", 1988 3. Л. Фолкенберри "Применение операционных усилителей и линейных 4. ИС". - Москва "МИР", 1985 ПриложенияПриложение 1 Параметры ОУ К574УД1 |
Наименование параметра | Обозначение | Значение | | Коэффициент усиления | К, тыс. | 50 | | Напряжение питания | Uп, В | 15 | | Ток потребления | Iп, мА | 8 | | Напряжение смещения | Uсм, мВ | 50 | | Температурный дрейф | ТКUсм, мкВ/К | 50 | | Средний ток входа | Iвх, нА | 0,5 | | Диффиренциалное входное напряжение | Uдф, В | 10 | | Синфазное входное напряжение | Uсф, В | 30 | | Коэффициент ослабления синфазного сигнала | Мсф, дБ | 80 | | Частота единичного усиления | f1, В | 10 | | Скорость нарастания выходного напряжения | V, В/мкс | 50 | | Максимальная амплитуда выходного напряжения | Uвых, В | 10 | | Сопротивление нагрузки | Rн, кОм | 2 | | |
Приложение 2 |
Поз. Обоз. | Наименование | Количество | Примечание | | | РЕЗИСТОРЫ | | | | R1 | C2-33Н-0,25-10кОм1% -А-В-В | 1 | | | R2 | C2-33Н-0,25-56кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R3 | C2-33Н-0,25-91кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R4 | C2-33Н-0,25-110кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R5 | C2-33Н-0,25-180кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R6 | C2-33Н-0,25-24кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R7 | C2-33Н-0,25-18кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R8 | C2-33Н-0,25-16кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R9 | C2-33Н-0,25-300кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R10 | C2-33Н-0,25-390кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R11 | C2-33Н-0,25-620кОм5% -А-Д-В | 1 | | | R12…R15 | C2-33Н-0,25-47кОм5% -А-Д-В | 4 | | | R16, R17 | C2-33Н-0,25-10кОм1% -А-В-В | 2 | | | R18 | СП3-4а-91кОм10% | 1 | | | | | | | | | КОНДЕНСАТОРЫ | | | | С1 | К10-17а-Н50-51пФ-В | 1 | | | С2 | К10-17а-Н50-22пФ-В | 1 | | | С3 | К10-17а-Н50-12пФ-В | 1 | | | С4 | К10-17а-Н50-51пФ-В | 1 | | | С5 | К10-17а-Н50-22пФ-В | 1 | | | С6 | К10-17а-Н50-12пФ-В | 1 | | | | | | | | | МИКРОСХЕМЫ | | | | DA1…DA6 | К574УД1 | 6 | | | | | | | | |
|
|