Контрольна робота
по електроніці
на тему: Розрахунок схем з операційними підсилювачами .
Зміст
Введення
. Розрахунок пропорційно-інтегрального ПІ ланки
. Розрахунок пропорційно-диференціального ПД ланки
. Розрахунок неінвертіруемого підсилювача змінної напруги
. Розрахунок порівнює пристрою
Висновок
Література
Введення
Операційний підсилювач - це підсилювальний пристрій з великим коефіцієнтом посилення в широкій смузі частот, починаючи з нульової частоти. Він має дуже високий коефіцієнт посилення по напрузі, високий вхідний і низький вихідний опір, дуже низький вхідний струм - частки мкА і навіть нА. Умовне позначення операційного підсилювача:
Операційний підсилювач, як правило, складне Багатокаскадний електронний пристрій, частково виконане на диференціальних підсилювальних каскадах.
Зазвичай операційний підсилювач має дві пари вхідних і одну пару вихідних електродів. Вхід, напруга на якому збігається по фазі з вихідним напругою, носить назву неинвертирующий. Другий вхід, напруга на якому зрушено по фазі на 180 ° щодо вихідної напруги, носить назву инвертирующего.
Характерною особливістю операційного підсилювача є те, що він дає можливість отримати близьке до нуля вихідна напруга при відсутності вхідного сигналу. При цьому потенціали обох входів будуть близькі до потенціалу виходу підсилювача. Ці властивості операційного підсилювача дозволяють підключати навантаження і джерела вхідних напруг, не піклуючись про поділ змінної і постійної складових. У складі операційного підсилювача умовно можна виділити вхідну, вихідну частини і каскади зв'язку між ними. Вхідну частину операційного підсилювача містить диференціальні підсилювачі. Вихідна частина включає каскади підсилення по потужності і забезпечує роботу операційного підсилювача на задану навантаження з певною амплітудою вихідної напруги. Каскади зв'язку служать для посилення по напрузі, і дозволяє здійснити узгодження рівнів сигналу.
Операційні підсилювачі виконуються у вигляді монолітних інтегральних мікросхем і за своїми розмірами вони майже не відрізняються від окремо взятого транзистора. Завдяки практично ідеальним характеристикам операційних підсилювачів реалізація схем на їх основі виявляється значно простіше, ніж на окремих транзисторах.
1. Розрахунок пропорційно-інтегрального ПІ ланки
Ця схема повинна забезпечувати на виході напругу, пов'язану з вхідним виразом:
Починати розрахунок необхідно з визначення мінімально можливого значення опору резистора R1, яке забезпечувало б виконання умови (пункт 3 завдання). Нагадаємо, що пункт 3 вимагає, щоб падіння на внутрішніх опорах джерела вхідного сигналу не перевищувало 0,85%.
Для вхідного сигналу можна записати:
;
.
Для обмеження? можна знайти мінімально допустиме значення R1 (R1min).
Скорочуючи на Е, отримаємо:
;
,
.
Так як Rвн=300 Ом, а? =0,85%=0,0085, то отримуємо
R1min=300)? 34994,12Ом.
Продовжуючи розрахунок схеми ПІ ланки, розрахуємо опір R2 і ємність конденсатора С1.
Забезпечення заданого?.
Так як
, то.
Визнач?=0,17, тоді R2=0,17 * 34994,12? 5948,98 Ом
Забезпечення заданого? (? - величина, зворотна постійної часу).
Так як
, то.
Визнач?=18,00, тоді С1 =? 1,59мкФ Забезпечення рівності опорів по обом входам операційного підсилювача. Для відсутності біля входу нуля операційних підсилювачів при деякій асиметрії їх по входу рекомендується активні опори, підключені до обох входів підсилювача, виконувати рівними. Т.к. у схемі пропорційно-інтегрального регулятора опір до входу «мінус» визначається сумою Rвн + R1, з'єднаних паралельно опору R2, то опір R3, приєднане до входу «плюс» обчислюється за формулою:
R3 =? 5090,89 Ом
У 6 пункті завдання запропоновано порівняти значення параметрів ідеальної і реальної (фактичної) схем: коефіцієнтів підсилення і значення вхідного і вихідного опорів схеми. Запишемо формулу реального значення схеми, а саме коефіцієнта?:
1)? =? 0,169
Схема розраховується на підсилювачі К140УД12, підставивши всі дані, отримаємо:
...
