тний транзистор VT3 працює в режимі А. Необхідне зсув забезпечується за рахунок падіння напруги на резистори R І :
В
З стандартного ряду Е24 вибираємо R І = 30Ом. Для забезпечення оптимального режиму роботи каскаду потенціал стоку приймемо рівним половині напруги живлення, звідки визначимо опір R C :
В
З стандартного ряду Е24 вибираємо R C = 180Ом. Струм затвора транзистора VT3 дорівнює струму затвора транзистора VT1 I З = 0.1нA, тому для забезпечення вхідного опору 10МОм, можемо вибрати резистор R З = 10МОм (при цьому потенціал затвора зміниться на незначну величину). Конденсатори оберемо з условия:
В
П‰ Н - найменша частота. З 1 >> 0.8нФ, З 1 >> 0.16мкФ. Виберемо З 1 = 0,1 мкФ, С 2 = 10мкФ. p> Визначимо коефіцієнт посилення, що забезпечується даною схемою. Коефіцієнт посилення визначається як, де - зміна вихідної напруги, що знімається з стоку транзистора VT1. Так як опір навантаження на порядок вище опору в ланцюзі стоку то можна вважати що практично весь струм стоку протікає через резистор R C , тому:, - зміна вхідної напруги (напруги генератора), так як опір R З на порядок вище опору R i то можна вважати, що, де - напруга між затвором і точкою нульового потенціалу. Маємо:
В
Визначимо значення крутизни при U ЗІ =-2B:
В
підставляючи значення крутизни у вираз для коефіцієнта посилення, отримаємо: К = 3.93.
Зробимо моделювання розробленого УНЧ в програмі OrCAD. Модель УНЧ в OrCAD зображена на Рис.1.3
В
Рис.1.3 Модель УНЧ в OrCAD
У результаті моделювання з'ясувалося, що коефіцієнт посилення виходить 4,1, що близько до розрахованим значенням.
В
Рис.1.4 Залежності U Н (t) УНЧ
В
Ріс.1.5.1 Залежності U Н (t) УНЧ при T = 0, 27, 70 0 С і f = 5000Гц
Відхилення вихідної напруги при зміні температури від напруги при нормальній температурі становить 15мВ.
В
Ріс.1.5.2 Залежності U Н (t) УНЧ при U П = 22.8, 24, 25.2 В
При зменшенні напрузі харчування на 5% (U П = 22.8В) - U Н = 4.09В, при збільшенні напруги живлення на 5% (U П = 25.2В) - U Н = 4.125В.
В
Рис.1.6. ЛАЧХ УНЧ
В
Ріс.1.7 Спектральний склад вихідного сигналу УНЧ
В
Рис.1.8 Статичний режим роботи УНЧ
Визначимо потужності, розсіюється на резисторах (Рис.1.8):
В
Виберемо R2 типу МЛТ-1, 1Вт-180Ом В± 5%
В
Виберемо R3 типу МЛТ-0.12, 0.12Вт-39Ом В± 5%
В
Виберемо R5 типу МЛТ-0.12, 0.12Вт-1000Ом В± 5%
В
Виберемо R6 типу МЛТ-1, 1Вт-10МОм В± 5%
Конденсатор С1 виберемо типу К50-16-25В-10мкФ В± 20% (конденсатор неполярний), конденсатор С2 виберемо типу К50-6-16В-0.1мкФ В± 20% (оксидно-електролітичні алюмінієві неполярні). p> Визначимо вихідний опір каскаду: так як в робочому діапазоні частот посилення не змінюється, то еквівалентна схема заміщення польового транзистора не міститиме реактивних елементів (ємностей переходів), то можна записать:
В
Перевіримо правильність вибору транзистора 2N2270 без тепловідведення в каскаді УНЧ. Визначимо потужність, що розсіюється транзистором, в статичному режимі: - це і буде та максимальна потужність, яку розсіює транзистор, максимально допустима в 2 рази вище, отже, первинне припущення щодо вибору транзистора вірно.
Визначимо ККД каскаду:
=
2. Синтез перетворювача аналогових сигналів на базі операційного підсилювача
Функція, що реалізується перетворювачем:
В
- параметри перетворювача:
- R вх ≥ 100кОм
- R Н min = 1кОм
параметри вхідного сигналу:
- амплітуда -2.5 ... +2.5 В
- частота 1 .... 100Гц.
1. Розробка схеми електричної принципової перетворювача аналогових сигналів на базі операційного підсилювача (ОУ).
Розглянемо функцію, реалізовану перетворювачем, як передавальну функцію деякого ланки, потім представимо це ланка у вигляді набору найпростіших ланок і реалізуємо кожне з них на ОУ:
, де, тоді
В
З цього рівняння видно, що реалізовується перетворювач, повинен складатися з 3-х найпростіших ланок: пропорційного, інтегрального і підсумовуючого. Для синтезу перетворювача необхідні: масштабний підсилювач на операційному підсилювачі (ОУ) з коефіцієнтом посилення До = 4, інтегруюча пристрій на ОП з постійною часу інтегрування і суматор на ОП. Принципова електрична схема перетворювача аналогових сигналів зображена на Рис.2.1
В
Рис....
