Выбор обратной связи и ОУ для ВУ и ПУ

 

По условию технического задания необходимо обеспечить величину коэффициента нелинейных искажений УМ в соответствии с техническим заданием . Определим величину глубины ООС по формуле:

 

. (3.26)

 

 – коэффициент нелинейных искажений УМ без ООС. При расчете примем =10%, тогда А=50,5. Коэффициент усиления ОУ предварительного каскада УМ без ООС равен:

 

. (3.27)

.

 

Частота среза ОУ для предварительного усилителя не должна быть меньше величины:

 

. (3.28)

- минимальная частота среза ОУ для ПУ.

 

Скорость нарастания выходного напряжения ОУ должна удовлетворять величине выходного сигнала на верхней граничной частоте:

 

 (3.29)

следовательно: .

 

Выберем операционный усилитель 140УД26А.

Параметры операционного усилителя:

коэффициент усиления: ;

напряжение смещения: 0.03 (мВ);

входной ток: 40 (нА);

напряжение питания:  15В;

ток потребления: 4.7 (мА);

максимальное выходное напряжение: 13.5 (В);

максимальный выходной ток: 10 (мА);

скорость нарастания выходного сигнала: 11 ;

входное сопротивление: 10 (МОм);

выходное сопротивление: 200 (Ом).

Глубина ООС равна:

 

 (3.30)

 

подставив значения, получим:

коэффициент нелинейных искажений:

 

.

 

Сопротивление R₅ (общей схеме – R8) возьмем равным R6_: (ряд Е-24).

Найдем R₄ ( на общей схеме R7):

 

, откуда

, тогда:

(ряд Е-24).

 

Все сопротивления мощностью 0.125.

Рассчитаем емкость C₂ ( на общей схеме С4) исходя из граничной частоты полосы пропускания, равной 5 (Гц):

 

 (3.31)

(ряд Е-12).

 

Источник питания

 

Общая схема источника питания изображена на рис.6.

Рис.6.

 

Источник питания состоит из понижающего трансформатора, диодного моста, выполненного на диодах (VD1-VD4),двух конденсаторов и двух стабилизаторов напряжения.

Выбор конденсаторов.

Так как U=32 (В), то берем конденсатор, рассчитанный на 50 (В).

Напряжение пульсаций составляет 5% от U: 2U^~_п=0.05*50=2.5 (В).

 

 (3.32)

- ёмкость конденсатора.

 

Выбираем емкость С=3300(мкФ), тогда

 

.

 

Выбираем конденсатор К50-33.

Выбор трансформатора.

 (3.33)

-минимальное напряжение во вторичной обмотке.

 (3.34)

- номинальное напряжение во вторичной обмотке.

 (3.35)

- максимальное напряжение во вторичной обмотке.

 

напряжение вторичной обмотки:

ток вторичной обмотки:

мощность вторичной обмотки:

По полученным данным выберем трансформатор ТПП297:

тип и размеры сердечника: ПЛМ 20х32х58 (мм);

мощность: 110 (Вт);

ток первичной обмотки: 1.08/0.620(А);

ток вторичной обмотки: 1.53 (А);

напряжение вторичной обмотки: 9.93 (В);

напряжение вторичной обмотки: 20 (В);

напряжение вторичной обмотки: 5.05 (В);

Выбор диодов.

Используем мостовую схему соединения диодов, она изображена рис.7:

 

Рис.7.

;

 (3.36)

- обратное напряжение на диодах;

;

 

Выберем диоды Д229Ж:

максимальное обратное напряжение: 100В;

максимальный прямой ток: 0.7А.

Выбор стабилизатора напряжения.

Выберем в качестве стабилизатора напряжения микросхему КР142ЕН.

КР142ЕН12 – регулируемый трехвыводный стабилизатор положительного напряжения, позволяющий питать устройства током до 1,5 А в диапазоне от 1,2 до 37 В. Этот стабилизатор имеет полную защиту от перегрузок, включающую внутрисхемное ограничение по току, защиту от перегрева и защиту выходного транзистора.

Параметры микросхемы:

выходное напряжение: 2-37 (В);

выходной ток: 0,5 (А),

теплосопротивление R=4 ⁰С/Вт;

мощность рассеивания 20 Вт.

Схема включения микросхемы для положительного выходного напряжения изображена на рис.8:

Рис.8.

Рассчитаем параметры схемы включения стабилизатора.

По умолчанию данная схема имеет следующие параметры:

 

R₁=120 Ом;

C_in = 0.33 мФ;

C_out=0.1 мФ.

 

Сопротивление R₂ определяется в зависимости от того, какое напряжение нужно получить на выходе. Как было выведено ранее Е_к=32 В. Значит, чтобы на выходе получить 32 В, необходимо выбрать сопротивление R₂ по формуле:

 

 ,согласно ряда Е24.

 

В результате этого на выходе стабилизатора получим 32 В.

Для стабильной работы данной микросхемы требуется теплоотвод. Аналогично, как и для транзисторов рассчитаем его: S>373 см², примем S=400 см².

Но для питания схемы требуется два напряжения +32 В и –32 В. Для организации отрицательного напряжения воспользуемся аналогичной микросхемой КР142ЕН18. Схема подключения данного стабилизатора такая же, как для микросхемы КР142ЕН12, с теми же номиналами.