2.1 Расчет интегрального усилителя
Выполним расчет интегрирующего усилителя, собранного на основе операционного усилителя.
Рисунок 2.1
Схема интегрируемого усилителя на основе операционного усилителя
В качестве DA1 выбираем кремниевый операционный усилитель общего использования К140УД1.
Выпишем его параметры:
=
2 мА;
=
13
В;
=
2 мА;
=
50000;
=
1 МГц;
=
15
В;
Зная
постоянную интегрирования и выбрав
значение емкости из диапазона С= 0, 001 –
1 мкФ., найдем сопротивление резистора
;
Ом=14
кОм,
(2.1)
Выберем из стандартного ряда Е24: =15 кОм.
Найденное значение должно удовлетворять следующим условиям:
;
(2.2)
=
100 кОм; (2.3)
Найденное значение удовлетворяет этим условиям.
Для
того, чтоб выбрать резистор, найдем
значение сопротивления
;
Ом
= 140 кОм (2.4)
Найденное значение должно удовлетворять следующим условиям:
;
(2.5)
= 100 кОм – 1МОм (2.6)
Определяем
как параллельное соединение элементов
,
.
=
15
кОм; (2.7)
Найдем коэффициент передачи интегрирующего усилителя:
=
4,25
(2.8)
Найдем выходное напряжение на минимальной рабочей частоте:
B
(2.9)
2.2.1 Расчет выходного каскаду
В задании к курсовой работе указаны сопротивления нагрузки
=
18
Ом и действующее значение напряжения
на нагрузке
= 7
В.
Используя эти значения, определим мощность, которая выделяется на нагрузке (рисунок 1.3).
Вт,
(2.10)
Рисунок 2.2
Схема выходного каскаду
Найдем ток нагрузки:
A,
(2.11)
Определим величину напряжения источника питания:
B,
(2.12)
где
- величина, соответствующая нелинейному
участку выходных характеристик
транзистора.
Выберем
из ряда напряжений, рекомендованных
Госстандартом
.
=10 В.
Для выбора транзисторов нам необходимо определить мощность, которая рассеивается в коллекторных переходах.
Вт,
(2.14)
Вт,(2.15)
где
- мощность, использованная каскадом от
источника питания.
По
найденным значениям
,
,
выбираем транзисторы VT3,
VT4,
у которых максимально допустимые
паспортные данные немного превышают
полученные расчетные значения:
,
(2.16)
то
есть
По справочнику |3| выбираем транзисторы:
VT3 – КТ817А и VT4 – КТ816Б.
Для выбранных транзисторов выпишем их параметры:
(2.17)
У данных транзисторов должны быть одинаковые характеристики и коэффициент передачи по току.
Определим коэффициент усиления по току, обеспечиваемый выходным транзисторным каскадом:
,
(2.18)
Так
как
меньше минимального коэффициента по
току
транзисторов VT3,
VT4,
то необходимо выбрать еще одну
комплементарную пару составных
транзисторов.
Этот каскад является усилительным каскадом класса АБ на составных транзисторах (см. рисунок 1.5).
Из-за того, что с увеличением выходной мощности все труднее выбирать комлементарные транзисторы на выходе схемы у транзисторов VT3 и VT4 одинаковая проводимость, а у VT1 и VT2 она разная.
Определим коэффициент усиления по току, который необходимо обеспечить транзисторами VT1 и VT2.
,
(2.19)
Определим коллекторный ток транзистора VT1:
,
(2.20)
Выберем комплементарную пару маломощных транзисторов VT1 и VT2, паспортные данные которых превышают полученные расчетные значения.
VT1 – КТ815А; VT2 – КТ814А.
Выпишем параметры этих транзисторов:
(2.21)
Рисунок 2.4
Усилительный каскад класса АБ на составных транзисторах