Генератор синусоидальных модулированных колебаний

курсовая работа

3.3 Расчет усилителя напряжения

Усилитель напряжения построен на операционном усилителе, включенном по схеме не инвертирующего усилителя, для его расчета необходимо определить входные и выходные параметры сигнала.

Входной сигнал усилителя формируется преобразователем ток - напряжение построенного на операционном усилителе DA2. Максимальное значение выходного напряжения преобразователя определяется из выражения:

где DВЫХMAX- максимальное значение кода на цифровых входах ЦАП;

UОП -опорное напряжение ЦАП;

п - разрядность ЦАП.

Максимальное значение кода DВЫХMAX будет равным 16384D. Разрядность ЦАП AD7520 равна десяти, но мы будем использовать только восемь, a UОП, как амплитудное значение модулированного сигнала принимаем равным 10В, тогда максимальное значение напряжения на выходе операционного усилителя принимает значение:

Для выбора операционного усилителя, выполняющего функцию суммирования токов, рассчитаем скорость нарастания выходного напряжения (V) по формуле:

Подставляя необходимые значения в формулу получим:

V = 2· 3,14· 4000·10 = 314000В · Гц ? 0,2513 В/мкс.

На этом основании выбираем операционный усилитель К140УД7, у которого скорость нарастания выходного сигнала V равна 0,3 В/мкс.[3] Операционный усилитель такого же типа можно использовать и для построения повторителя напряжения. Минимальное сопротивление нагрузки для операционного усилителя К140УД7 составляет 2 кОм, на этом основании можно выбрать потенциометр R12 (подстроенный резистор СГТ4-16, с сопротивлением 10 кОм)[4].

Сигнал с преобразователя ток-напряжение через повторитель напряжения поступает на вход усилителя напряжения.

Сигнал с выхода усилителя напряжения поступает на вход усилителя тока, максимальное входное напряжение которого, как будет показано ниже, составляет 27,9 В.

Рассчитаем требуемый коэффициент усиления усилителя напряжения К:

По формуле для не инвертирующего усилителя:

Задавшись сопротивлением R15, приняв его равным 10 кОм, рассчитаем значение сопротивления R13:

Ом.

Выбирая из ряда стандартных номиналов Е96, получаем значение сопротивления R13 равное 5,6 кОм.

Резисторы R15 и R13 выбираем C2-33H [4].

Резистор R14 предназначен для уменьшения влияния входных токов, и равен эквивалентному сопротивлению резисторов R13, R15 соединённых параллельно. Таким образом, значение сопротивлениями будет равным:

Ом.

Выбирая из ряда стандартных номиналов Е96, получаем значение сопротивления R14 равное 3,6 кОм.

Резистор R14 выбираем C2-33H [4].

Так как, усилитель переменного тока, рассчитаем разделительные конденсаторы СЗ и С4 по следующей формуле:

Здесь М- коэффициент нелинейных искажений.

Приняв коэффициент нелинейных искажений равным получим:

нФ.

Выбирая из ряда стандартных номиналов Е96, получаем значение ёмкостей С5 и С4 равной 10,4 нФ .

Конденсаторы С5 и С4 выбираем К73-11.

Выберем операционный усилитель DA4 исходя из требований:

Uвых?25В;

f1 >4000Гц.

Выбираем операционный усилитель К1408УД1, с параметрами:
UПИТ ±5..40В;

UВЫХ UПИТ-2,5В;

f1 1МГц .

Делись добром ;)