Министерство образования и науки рф

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет «ЛЭТИ»

Кафедра систем автоматизированного проектирования

Курсовая работа по теме

«Высококачественный усилитель переменного тока»

по дисциплине «Схемотехника»

Выполнила:

Жукова А.А.

Группа №0011

Проверил:

Соколов Ю.М.

Санкт-Петербург

2014 Оглавление

Техническое задание 2

1. Выбор схемы усилителя переменного тока. 2

1.1.Построение усилителя на основе инвертирующего решающего усилителя. 2

1.2.Схемная реализация усилителя на базе неинвертирующего РУ. 5

Ручной расчет схемы рис.2.1 – подготовка к моделированию в системе Multisim. 6

1.3.Построение усилителя на основе двух усилительных подсхем 7

Ручной расчет схемы рис 3.1 – подготовка к моделированию в системе Multisim. 8

2.Экспериментальное исследование усилителя переменного тока с использованием учебной лабораторной станции виртуальных приборов NI ELVIS 9

2.1 Усилитель на одном не инвертирующем РУ 9

10

2.2 Усилитель на не инвертирующем и инвертирующем РУ 11

3.Моделирование усилителей переменного тока в сети Multisim. 14

3.1 Усилитель с одной усилительной подсхемой. 14

3.2 Усилитель с двумя усилительными подсхемами. 16

4.Проектирование мощного выходного каскада усилителя. 18

4.1 Назначение и функционирование ВК. 18

4.2 Расчет выходного каскада. 20

4.3 Максимальные мощности, рассеиваемые на элементах ВК. 21

Заключение 21

Список литературы. 22

Техническое задание

Вариант 12

Характеристика	Обозначение	Значение
Коэффициент усиления в полосе пропускания	Ku	1500
Нижняя граничная частота полосы пропускания	, Гц	50
Верхняя граничная частота	, кГц, не менее	15
Входное сопротивление	кОм	100
Постоянное напряжение на выходе	Uвых ,В, не более	1
Максимальный ток нагрузки	Iн м, А, не менее	1,4
Максимальное выходное напряжение	Uвых м, В, не менее	10

1. Выбор схемы усилителя переменного тока.

1. Построение усилителя на основе инвертирующего решающего усилителя.

Рис 1.1

Схема данного усилителя аналогична схеме инвертирующего РУ с разделительным конденсатором на входе, представленной на рис.1.2.

Рис.1.2

Примечание. ФГ – функциональный генератор,

АБ – анализатор Боде.

На рис.1.3 представлены асимптотические ЛАЧХ операционного усилителя (график 1) и усилителя переменного тока (график 2), где - частота среза ОУ; - соответственно верхняя и нижняя граничные частоты полосы пропускания усилителя переменного тока, на которых модуль коэффициента усиления снижается на 3 дБ по сравнению с максимальным значением;- полоса пропускания усилителя.

рис.1.3

Замечание. Частотная характеристика усилителя переменного тока (2) имеет спад в области нижних частот, обусловленный разделительным конденсатором С1, и спад в области верхних частот, обусловленный инерционными свойствами ОУ DA1 с характеристикой (1).

Коэффициент усиления и входное сопротивление усилителя переменного тока (см. Рис.1.3) в полосе пропускания определяются схемными функциями инвертирующего РУ.

;(1.1)

Это обусловлено тем, что сопротивлением разделительного конденсатора в полосе пропускания в первом приближении можно пренебречь. Из соотношений (1.1) при заданных схемных функциях усилителя определяются сопротивления резисторов схемы. При этом очевидно, что в усилителях переменного тока на инвертирующих РУ не удается получить одновременно большой коэффициент усиления Ku и большое входное сопротивление Rвх.

Частотная характеристика усилителя переменного тока в области нижних частот целиком формируется конденсатором С1, в области верхних частот она зависит от частотных свойств скорректированного ОУ (рисунок 1.3), при этом граничные частоты fH и fB определяются соотношениями:

; (1.2)

В полосе пропускания имеем обычный инвертирующий РУ, у которого

;(1.3)

Дано в ТЗ:

1)|K_u|=1500

2)

На основании этих параметров из формулы (1.3) определим R2 и R1 и убедимся в невозможности практической реализации усилителя переменного тока на базе инвертирующего РУ:

R2==1500*100 = 150 МОм

Вывод: Сопротивление R2 очень большое (больше 10Мом), практически трудно реализуемое, поэтому в схеме рис.1.2 не удается получить одновременно большое входное сопротивление и большой коэффициент усиления, а следовательно, данная схема не подходит.