Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет

Кафедра морской электроники

Курсовая работа

По дисциплине «электроника»

Тема: «Расчёт широкополосного усилителя на

операционном усилителе.»

Выполнил: студент гр. 3380 Захаров П.А.

Проверил: Ветров Б.Г.

2012 год

Содержание

1. Задание

2. Введение

3. Расчёт коэффициента усиления и количества каскадов

4. Расчёт третьего каскада

5. Расчёт второго каскада

6. Расчёт входного каскада

7. Расчёт частотных искажений на низких частотах

8. Расчет частотных искажений в зоне верхних частот

9. Расчёт номиналов резисторов компенсирующих коэффициент усиления из-за разброса параметров элементов

10. Расчёт номиналов элементов фильтров в цепи питании

11. Обоснование выбора элементной базы

12. Схема усилителя

Приложение: Перечень элементов

1. Задание

Рассчитать усилитель на ОУ по заданным параметрам входного и выходного сигналов.

Uг	R г	Uвых	RН	fн	fB	Мн	Мв
мв	кОм	В	Ом	Гц	кГц
0,7	100	3	500	10	30	1,3	1,2

Введение

Операционные усилители (ОУ), т.е. усилители постоянного тока, предназначенные для работы с глубокой ООС, впервые были разработаны около 60 лет назад. Первые 10-15 лет ОУ строились на электронных лампах и применялись главным образом в решающих блоках аналоговых вычислительных машин.

ОУ широко применяются не только в традиционной области аналоговой вычислительной техники, но и в системах управления, цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователях, при построении активных фильтров и различной измерительной аппаратуры, в генераторах напряжений различных форм, множительно-делительных устройствах. Функциональных преобразователях, стабилизаторах напряжений, источниках эталонных напряжений, в прецизионных модуляторах и демодуляторах, коммутаторах, электронных ключах и во многих других устройствах.

Столь широкое применение ОУ объясняется, с одной стороны, тем, что им свойственны высокие электрические параметры (большой коэффициент усиления - от 10⁵ и более, высокая стабильность коэффициента передачи и нулевого уровня, малый паразитный входной ток, высокое быстродействие, низкий уровень шумов), а с другой стороны - малыми габаритами, удобством сопряжения между собой, высокой надежностью и небольшой стоимостью.

2. Расчёт коэффициента усиления и количества каскадов

Коэффициент усиления усилителя

Для данной задачи выберем широкополосный ОУ К5449УД2. Его параметры приведены в таблице ниже

тип	fl	R вх R н		R вых	I потр.
	МГц	МОм	кОм	Ом	мЛ
К544УД2	14	3	2	500	5

Дальнейший расчёт проводим предполагая, что все каскады согласуются по напряжению.

Максимальный коэффициент усиления каскада

При двух каскадах

Необходимое условие для нормальной работы усилителя

должно превышать в 10 раз

Поэтому выбираем трехкаскадный усилитель

Для уменьшения нелинейных искажений в последнем каскаде его коэффициент выбираем малым

Все коэффициенты усиления каскадов значительно меньше частотные искажения вносимые в ОУ будут незначительными.

Расчёт каскадов начинают с последнего, если необходимо учитывать согласование между каскадами, генераторами и нагрузкой.

Мощность на выходе мала

Поэтому согласование усилителя с нагрузкой можно сделать по напряжению

Первый каскад выбираем не инвертирующий для получения большего входного сопротивления для согласования с генератором

Второй выбираем инвертирующий для уменьшения пульсаций сигнала на источнике питания. Пульсации от первого и второго каскадов будут в противофазе.