де Кп-коефіцієнт перебудови,-максимальна частота в діапазоні,-мінімальна частота в діапазоні.
Враховуючи розкид параметрів частотазадающіх ланцюгів, для гарантованого отримання будь-якої частоти, з передбачених технічним завданням, вводять коефіцієнт запасу, тоді
В
Величина вихідної напруги генератора, що задає в технічному завданні не обмовляється і може вибиратися будь в розумних межах. Без утруднень можна отримати амплітудне значення цієї напруги в межах 3 ... 10 В.
Тоді при зазначеній на рис.3.5 структурі підсилювача потужності глибина зворотного зв'язку велика, а значить, він має хороші якісні показники у всьому частотному діапазоні (малі нелінійні спотворення, стабільний коефіцієнт посилення, низький вихідний опір і т.д.).
Вибір і розрахунок принципових схем вузлів пристрою
Розрахунок задає.
По стабільності частоти й ширині частотного діапазону генерується сигналу на практиці найбільш підходящим є генератор з мостом Вина
В
В В
Отримали 4 декади з урахуванням коефіцієнта запасу:
1) 20Гц-200Гц
2) 200Гц-2000Гц
3) 2000Гц-20000Гц
4) 20000Гц-200000Гц
З урахуванням коефіцієнта запасу:
1) 18Гц-220Гц
2) 180Гц-2200Гц
3) 1800Гц-22000Гц
5) 18000Гц-220000Гц
При використанні мосту Вина в якості частотно-яка задає ланцюга генератора для виконання умов самозбудження необхідно: 1 щоб міст Вина включався в ланцюг позитивного зворотного зв'язку. p> 2 щоб коефіцієнт передачі підсилювача на частоті резонансу моста Вина був не В«3
Для управління частотою вихідної напруги в якості резисторів можуть використовуватися здвоєні потенціометри. Враховуючи, що динамічний діапазон регулювання рідко> 20 дБ для його розширення крім змінних резисторів можуть використовуватися набори конденсаторів з декадно-перемиканим номіналом, т.про може бути здійснено широкосмугове регулювання.
Резонансна частота моста Вина
Задамося З = 1000пФ тоді R = 1/(2 * 3.14 * 200000 * 0.1 * 1000 * 10 ^ -12) = 7957Ом
Тоді 0,1 R = 795.7Ом, 0,9 R = 7161.9Ом
У ланцюзі негативного зворотного зв'язку можуть використовуватися польові транзистори, що працюють на початкових ділянках вихідних характеристик.
Вибираємо польовий транзистор з n-каналом, так щоб Rк.> 1кОм при Uзи =-1В.
В якості такого транзистора беремо КП323А-2 (Див. додаток), у якого Rк = 5В/2,5 mA = 2кОм при Uзи =-1В
Кu = 1/Кuоос = 1/3. Отже, R2 | | Rк/(R2 | | Rк + R3)
Отримуємо R2 = 2кОм, R3 = 2кОм
Задамося. С = 10мкФ, тоді R * = 1МОм R4 = 1000кОм/100 = 10кОм
Вибираємо діод, що працює на Д101
Як ЗУ беремо 140УД23
Розрахунок регулятора рівня
Регулятор рівня вибираємо виходячи з таких умов: регулятор є вихідним опором ОУ, т.е повинно бути більше або одно 2кОм, з іншого боку опір регулятора рівня повинне бути на порядок менше, ніж вхідний опір підсилювача потужності, т.е менше ніж 50кОм.Т.к рівень регулювання сигналу становить 50%, то номінали опорів будуть однакові. p> U вих = Uвх * R2/(R1 + R2)
U вих/Uвх = 1/2
R1 = R2 = 2кОм
Розрахунок підсилювача потужності
Підсилювач потужності складається з попереднього підсилювача, кінцевого каскаду і ланцюги загальної зворотного зв'язку. p> Попередній підсилювач виконуємо на операційному підсилювачі.
Коефіцієнт підсилення підсилювача потужності визначається як К і = U вих/Uвх = 20/3 = 6, Uвх приймаємо 3В. p> Коефіцієнт посилення кінцевого каскаду визначаємо як К і ок = Uвих/10 = 2, де 10 це вихідна напруга операційного підсилювача.
Отримуємо коефіцієнт посилення ОУ без зворотного зв'язку До і /К і ок = 6/2 = 3
Операційний підсилювач вибираємо по частотній характеристиці за наявності зворотного зв'язку і швидкості наростання вихідної напруги під часу
Швидкість наростання вихідної напруги = 2 * 3,14 * 200000 * 10 = 12,5 В/мкс
Глибина зворотного зв'язку До і = 0,166
Коефіцієнт підсилення підсилювача потужності з негативною зворотним зв'язком
К =, де К f = 10%, коефіцієнт нелінійних спотворень без зворотного зв'язку,-коефіцієнт нелінійних спотворень з урахуванням негативного зворотного зв'язку. К = (10/0 ,2-1)/0,166 = 295, тоді коефіцієнт посилення операційного підсилювача з урахуванням ООС Коу = 295/2 = 147,5
Т.а на частоті 200000 коефіцієнт підсилення ОУ Коу> 43 д Б
Частота зрізу f 1> fm * До і = 1,2 МГц
Даним вимогам відповідає 140УД23 з параметрами
Uп = 15В, Rн = 2кОм, Uвих.макс = 10В, вхідний струм Iвх = 0,2 нА, частота одиничного посилення f 1 = 10МГц, Vuвих.макс = 30...
