Проектирование промежуточной части

Для проектирования промежуточной части используется операционный усилитель КР140УД26. Схема промежуточной части усилителя представлена на рис.6.

Рис.6. Промежуточная часть измерительного усилителя

Найдем коэффициент усиления промежуточной части.

(14)

При проектировании промежуточной части используются те же формулы, что и при проектировании входной.

Расчет сопротивлений резисторов R15, R16, R17.

=500 Ом

По номинальному ряду Е192 сопротивлений возьмем R16 =320 кОм.

,

По номинальному ряду сопротивлений Е192 возьмем R15 =6,34 кОм.

По номинальному ряду сопротивлений Е24 возьмем R17 =6,25 кОм.

Для балансировки микросхемы используется потенциометр номиналом R18 = 10 кОм ± 20%. Температурный коэффициент напряжения смещения не изменяется.

Глубина обратной связи усилителя

Входное сопротивление , выходное сопротивление и коэффициент усиления усилителя рассчитываются по тем же формулам, которые использовались при проектировании входной части операционного усилителя.

 

При = 15000 Гц, =3162,27766

При = 330 Гц, =316227,766

Коэффициент частотных искажений входной части усилителя

 

5.3. Проектирование выходной части

Для проектирования выходной части усилителя используем операционный усилитель КР140УД26 (рис.7). Чтобы обеспечить на выходе нормальное усиление усилителя, найдем максимальную скорость нарастания выходного напряжения.

Рис.7. Выходная часть измерительного усилителя

По техническому заданию максимальное выходное напряжение усилителя 15 В. Исходя из параметров усилителя, частота единичного усиления =20 МГц.

Найдем период единичного усиления

(14)

Так как выходное напряжение увеличивается в диапазоне от 0 до , то для расчета максимальной скорости выходного напряжения возьмем четверть периода единичного усиления.

(15)

Коэффициент усиления по напряжению входной части определим по ЛАЧХ ОУ КР140УД26

Расчеты и формулы для выходной части аналогичны расчетам входной и промежуточной частей.

Расчет сопротивлений резисторов R22, R23, R24.

=500 Ом

По номинальному ряду Е192 сопротивлений возьмем R23 =320 кОм.

,

По номинальному ряду Е192 сопротивлений возьмем R22 =32 кОм.

По номинальному ряду Е192 сопротивлений возьмем R24 =29,1 кОм.

Для балансировки микросхемы используется потенциометр номиналом R25 = 10 кОм ± 20%. Температурный коэффициент напряжения смещения не изменяется.

Глубина обратной связи усилителя

Входное сопротивление , выходное сопротивление и коэффициент усиления усилителя рассчитываются по тем же формулам, которые использовались при проектировании входной и промежуточной части операционного усилителя.

При = 15000 Гц, =3162,27766

При = 330 Гц, =316227,766

Коэффициент частотных искажений входной части усилителя

Найдем результирующий коэффициент частотных искажений усилителя:

(16)

Погрешность коэффициента преобразования в рабочем диапазоне частот

(17)

Полученное значение не превышает значения максимальной погрешности коэффициента преобразования, равной 4%.

5.4. Расчет активных фильтров I порядка

Чтобы обеспечить на промежуточной части коэффициент усиления, равный 50, установим на входе и выходе промежуточной части соответственно, активный фильтр низких частот (рис.8) и активный фильтр высоких частот I порядка (рис.9). В обоих фильтрах используется операционный усилитель КР140УД26. Для того, чтобы обеспечить на выходе измерительного усилителя сигнал с положительной полярностью, для ФНЧ используем неинвертирующую схему включения, а для ФВЧ – инвертирующую.