6. Упт типа мдм

Применение балансных схем и стабилизация источников питания позволяют снизить дрейф нуляУПТпрямого усиления до величины, в лучшем случае 10 мкВ/час. Поэтому для усиления сигналов меньшей применяетсяУПТс преобразованием (УПТ МДМ – усилители постоянного тока типа «модулятор демодулятор»), структурная схема которого представлена на рисунке 6.9.

Рисунок 1.9. Структурная схема УПТс преобразованием

На вход модулятора кроме медленно меняющегося напряжения сигнала поступает еще и сигнал от генератора. Обычно это синусоидальный сигнал (U_г =U_т sin (wt + j)), частота которого должна быть значительно выше верхней частоты входного сигнала. В модуляторе происходит изменение (модуляция) одного из параметров сигнала генератора в соответствии с входным сигналом. Если изменяется амплитуда (U_т), то имеет место так называемая амплитудная модуляция, если частота (w), – то частотная, если фаза (j), – то фазовая. Может быть использована и комплексная модуляция, например, амплитудно-фазовая или иная. В результате модуляции информация о входном сигнале переходит на результирующий (промодулированный) высокочастотный сигнал, который поступает на вход усилителя переменного напряжения. На рисунке 1.10 приведены графики сигналов в узловых точках усилителя: входного (U_вх),генератора (U_г) и сигнала на выходе модулятора (U_м) при использовании амплитудной модуляции. Как видно из графиков, огибающая выходного сигнала модулятора, в этом случае, изменяется в соответствии с входным сигналом.

Рисунок 1.10. Временные диаграмма УПТ с преобразованием

ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ

2 Общая часть

2.1 Схема устройства

Дано:

Uвх=30В

Rн=15кОм

Uвых=4В

Т окр=20+10

Eк=9В(Uк)

2.2 Расчётная часть

Э.Д.С входного сигнала Ег=100мВ, Rг=0,1 кОм. Требуемый коэффециент усиления Кuд=20, сопротивление Rвх>5кОм.

Для обеспечения малого дрейфа ДУ выбираем транзисторы КТ312А, имеющие малый тепловой ток и достаточно высокий коэффициент B. Допустимое напряжение Uкэ мах<15В => Ек1=Ек2<10В. Амплитуда выходного напряжения Uвых=КuдЕг=40 100=4000мВ может быпь обеспечино при Ек1=Ек2=9В.

Потенциал эммитера отличается от потенциала земли на величину Uбэ01,2=0,5 – 0,7В для кремниевых транзисторов.

Выбираем для транзисторов VТ1, VТ2 рабочую точку с Uкэо=3В, Iко=1 мА,

ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ

Uбэо=0,45В.

(2.1.1)

6,3

В выбранном режиме =2кОм, В=35, тогда

(2.1.2)

Для увеличения Rвх и выравниваня токов транзисторов VТ1 и VТ2 введём резисторы , полагаем =40Ом, тогда

= 2(2) =5,44 кОм (2.1.3)

т.е. Rвх>5кОм.

В базавую цепь VТ2 включаем резистор Rб=Rг. Проверим обеспечивает ли ДУ требуемое значение Кuд.

(2.1.4)

Определим потенциал коллектора VТ3 относительно общей шины:

29 (2.1.5)

Следовательно, падение напряжения на транзисторе VТ3 и резисторе R3 составляет

При работе ДУ для нормального функционирования транзистора VТ3 необходимо выполнение неравенства:

Uкбэ>0 и Uкбэ>Uкэнас.

Выбираем потенциалы базы транзистора VТ3 относительно общей шины

4,5В что обеспечивает . Падение напряжения на R4 и VD:

(2.1.6)

и

(2.1.7)

Сопротивление:

Здесьпри

(2.1.8)

Выбираем ток делителя, равным коллекторному току транзистораVТ3т.е.мА, тогда:

(2.1.9)

Принимаем сопротивление R5 =2,2 кОм

Выбираем R5 типа С1-4-0125-2,2 кОм +10%

В качестве диода применяем транзистор КТ312А в диодном включении.

КТ312А: 0,5В и поэтому

(2.1.10)

Рассчитываем коэффициент усиления синфазного сигнала при несимметричном выходе ДУ

(2.1.11)

Рассчитываемтранзистора Т3

(2.1.12)

Где

(2.1.13)

При значениях сопротивлений

(2.1.14)

(2.1.15)

и

кОм (2.1.16)

Рассчитываем

(2.1.17)

6,8

Рассчитываем

(2.1.18)

Рассчитываем

(2.1.19)

Рассчитаем приведённый дрейф ДУ

(2.1.20)

Проведя расчёт элементов схемы дифференциального усилителя постоянного тока, получили значения элементов схемы, которые удовлетворяют условия задания.

Литература

1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника М. Высшая школа 1982 г.

2. Горюнов Н.Н. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам М. Энергия 1976 г.

3. Гершунский Б.С. Основы электроники и микро-электроники К Высшая школа 1989 г.

4. Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем М.

ВГПТ 380131. К11. 016 Э3

Линейные электрические цепи постоянного тока

Схема электрическая принципиальная

Блажевич

Воронцова

Группа ЭП-36

Плюто

Блажевич

Воронцова