Расчет формирователя амплитуды

Определим номинал резистора R₇, удовлетворяющий требованиям согласования по постоянному току уровней напряжений, действующих в статическом режиме на выходе ДУ и входе формирователя амплитуды:

Номинал резистора R₆:

где

Эквивалентное сопротивление нагрузки повторителя на транзисторе Т13:

где

Входное сопротивление повторителя на транзисторе Т13:

где

Коэффициент передачи повторителя:

Завершим количественную оценку коэффициента передачи для дифференциального сигнала ДУ:

где

Выходное сопротивление повторителя нa транзисторе T13:

 

Выходная проводимость в схеме с общим эмиттером транзистора Т15:

Эквивалентная выходная проводимость на транзисторе Т15 и резисторе R7:

 

Крутизна эквивалентной структуры на транзисторе Т15 и резисторе R7:

Выходная проводимость транзистора Т15:

На основании полученных данных найдем коэффициент передачи второго каскада ФА:

Найдем коэффициент передачи ФА в целом:

Выходное сопротивление ФА:

Закончим расчет ЭП. Для этого найдем выходное сопротивление первого каскада ЭП:

Выходное сопротивление ЭП в целом:

Найдем коэффициент передачи операционного усилителя в целом путем перемножения коэффициентов усиления отдельных его блоков:

Полученный коэффициент усиления намного превышает заданный. Уменьшим его путем изменения резистора R7:

 

Расчет параметров АЧХ и элементов ее коррекции

Рассчитаем параметры АЧХ, ФЧХ и элементов их коррекции.

Задаваясь номинальными значениями коллекторной емкости (), емкости коллектор – подложка () и емкости база – эмиттер () определим входную динамическую емкость повторителя на транзисторе Т13:

 

Далее найдем входную динамическую емкость ФА:

Эквивалентная емкость соединения  ФА и ДУ:

Эквивалентная проводимость данного соединения:

Частота среза ДУ:

Эквивалентная емкость ФА:

Активная эквивалентная проводимость ФА:

Частота среза ФА:

Частота единичного усиления ДУ:

Частота единичного усиления ФА:

С помощью найденных частот среза построим в двойном логарифмическом масштабе нормированные АЧХ и в полулогарифмическом масштабе ФЧХ ДУ и формирователя амплитуды:

Рисунок 4 – АЧХ дифференциального усилителя

Рисунок 5 – ФЧХ дифференциального усилителя

Рисунок 6 – АЧХ формирователя амплитуды

 

Рисунок 7 – ФЧХ формирователя амплитуды

Пользуясь полученными данными построим АЧХ и ФЧХ ОУ в целом:

 

Рисунок 8 – АЧХ операционного усилителя

Рисунок 9 – ФЧХ операционного усилителя

Найдем частоту единичного усиления и частоту среза ОУ в целом:

 

Эквивалентная емкость коррекции:

Емкость корректирующего конденсатора:

Скорость нарастания выходного напряжения:

В заключении построим нормированную оптимально скорректированную АЧХ ОУ и его результирующую ФЧХ:

Рисунок 10 – Нормированная АЧХ ОУ

Рисунок 11 – ФЧХ ОУ

 

 

Заключение

В результате выполнения курсового проектирования был разработан операционный усилитель согласно заданию: была разработана структурная схема ОУ, произведен расчет принципиальной электрической схемы ОУ, произведен расчет параметров АЧХ и элементов ее коррекции.

 

 

Список использованной литературы

1. Свирид В. Л. Микросхемотехника аналоговых электронных устройств: учеб. пособие для радиотех. спец. вузов / В. Л. Свирид. – Минск: Дизайн ПРО, 1998. – 256 c.

2. Свирид В. Л. Проектирование аналоговых микроэлектронных устройств: учеб. пособие для радиотех. спец. вузов / В. Л. Свирид. – Минск: БГУИР, 2010. – 296 с.

3. Свирид В. Л. Аналоговая микросхемотехника: учеб. пособие для студентов спец. «Радиотехника» всех форм обучения. В 3 ч. Ч. 1: Интегральные микросхемы. Системотехническое проектирование радиоэлектронной аппаратуры / В.Л. Свирид. – Мн.: БГУИР, 2003. – 232 с.

4. Свирид В. Л. Микроэлектронные и преобразовательные устройства: учеб. пособие для студентов спец. «Радиоинформатика» всех форм обучения. В 2 ч. Ч. 1: Микроэлектронные устройства/ В.Л. Свирид. – Мн.: БГУИР, 2005. – 134 с.

 

Приложение