Анализ технического задания

Содержание

Введение. 3

1. Анализ технического задания. 4

2. Разработка принципиальной схемы корректирующего усилителя. 5

2.1. Выбор корректирующих цепей. 5

2.2. Расчет элементов корректирующего усилителя……………………………………….5

2.3. Расчет усилителя мощности. 10

3. Подстройка и оптимизация параметров схемы.. 12

4. Заключение. 13

Список использованной литературы.. 14

Приложение. 15

Введение

Усилитель электрического сигнала является одним из основных узлов радиоэлектронных приборов. При его разработке в первую очередь учитывается коэффициент усиления, частотный диапазон, стабильность и точность параметров. Выполнения этих требований определяет сложность устройства (в том числе наличие цепей обратной связи), количество каскадов усиления а также используемую элементную базу. Часто возникает задача обеспечить в усилителе неравномерную АЧХ усиления, что связано с необходимостью отфильтровать помехи или компенсировать искажения входного сигнала. Для этой цепи применяются корректирующие усилители, совмещающие в себе функции усилителя и фильтра. Теория активных фильтров предлагает различные варианты реализации корректирующей схемы по заданной АЧХ, при условии, что она физически реализуема на имеющейся элементной базе. В принципе для АЧХ любой сложности при заданных допусках может быть рассчитана, реализующая её схема, как единый узел без буферных сопряжений, но расчёт фильтрующих цепей выше 2-го порядка – весьма трудоёмкая задача и ведёт к усложнению схемы. Более простое и наглядное решение задачи синтеза корректирующего усилителя со сложной АЧХ может быть получено, если представить её как результат наложения АЧХ нескольких независимых узлов. Таким образом, расчёт фильтра высшего порядка заменяется расчётом нескольких фильтров первого порядка.

В данной работе поставлена задача, спроектировать корректирующий мощный усилитель, цепь которого состоит из нескольких последовательно включенных фильтрующих звеньев и оконечного усилителя мощности – двухтактного эммитерного повторителя класса АВ. Далее рассчитанная схема анализируется в программе ElectronicWorkbench (EWB512).

Анализ технического задания

Мощный корректирующий усилитель будет составлен из двух узлов: корректирующего усилителя и оконечного усилителя мощности.

Цепь корректирующего усилителя в свою очередь разобьём на несколько звеньев, выполняющих свои функции в определённом диапазоне частот и обладающих во всей остальной частотной области постоянным коэффициентом усиления. Заданная АЧХ может быть реализована при последовательном соединении:

1) корректирующего усилителя со снижением усиления в диапазоне частот между f1 и f2,

2) корректирующего усилителя с повышением усиления в диапазоне частот между f3 и f4,

3) активного фильтра НЧ с частотой среза f5.

Крутизна спадов и подъёмов – 20 дБ/дек, следовательно рассчитываться будут фильтры первого порядка.

От усилителя мощности требуется усиление тока сигнала при неизменном напряжении. Поэтому используем схему эмиттерного повторителя. В мощных усилителях особенно важен высокий КПД, при минимальном токе покоя, поэтому применим двухкаскадную схему класса AB.

Для эмиттерного повторителя характерно высокое входное сопротивление, которое можно оценить как , однако при низкоомной нагрузке оно всё же будет шунтировать пассивные элементы фильтра НЧ. Поэтому между корректирующим усилителем и эмиттерным повторителем необходимо установить разделяющий буфер. Таким образом потребуется 4 операционных усилителя, 2 мощных транзистора средней частоты, резисторы и ёмкости.

Частоты f2 и f4 не приводятся в задании и определяются по заданной крутизне спадов и подъёмов АЧХ 20 дБ. Найдём эти частоты и пересчитаем усиление по шкале дБ: