Расчет усилительных каскадов на операционных усилителях
Любые упражнения по изучению электротехники необходимо начинать с проработки лекционного материала и соответствующего раздела в учебнике. Следует также выучить правила составления уравнений и свойств соединений элементов схем.
СЕМИНАР 12
Расчет усилительных каскадов на операционных усилителях
Задача 1
Определить коэффициент усиления по постоянному току транзистора, включенного по схеме с ОЭ, если ток коллектора стал равен 4 мА, а ток эмиттера 4,3 мА.
Решение:
∆Iб = ∆Iэ - ∆Iк = 4,3 – 4 = 0,3 мА
Задача 2
Рекомендуемые материалы-44% Динамика материальной точки + Динамика вращательного движения FREE Определение динамической вязкости жидкости по методу Стокса -53% Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости и его зависимости от температуры методом отрыва кольца Стеклянный шар радиуса 2 см вносят в однородное электрическое поле с напряженностью 100 В/см. Вычислить суммарный положительный связанный заряд, появляющийся с одной стороны шара. Диэлектрическую проницаемость стекла принять равной 6. Начертить карти -62% Ответы на всю теорию к РК №2 2022г -53% Определение динамической вязкости жидкости по методу Стокса Определить Uкэп, Iкп, Iбп в режиме покоя для усилителя напряжения, если известно, что: Ек = 20 В, Rк = 2 кОм, h21э = 20, Rб =200 кОм. Схема усилителя рис. 1.
|
Решение:
В режиме покоя
Uбэ = Eк - Rб·Iб ,
Iбп = Eк / Rб = 0,1·10-3 А
Iкп = h21э ·Iбп = 5 мА
Uкэп = Eк – Rк·Iк = 20 - 2000·0,005 = 10 В
Задача 3
По статическим характеристикам биполярного транзистора рис. 2 определить h-параметры транзистора и параметры однокаскадного усилителя, если Ек = 12 В, Rк = 1 кОм .
|
Решение:
Построим линию нагрузки на выходных характеристиках транзистора для определения h-параметров транзистора.
Определяем h-параметры транзистора
Uкэп = Ек / 2 = 12 / 2 = 6 B Iкп = 5,5 мА Iбп = 125 мкА
Uкэм = 7,2 B Iкм = 4,5 мА Iбп = 0,1 мА
∆Uкэ = 1,2 B, ∆Iк = 1 мА, ∆Iб = 0,025 мА, ∆Uбэ =40 мВ
Определим параметры усилителя:
Задача 4
В усилителе напряжения рис. 3 на транзисторе КТ3107А:
h11 = 1300 Ом, h21 = 100, h22 = 10-4; Rб = 24500 Ом
Rк = 3 кОм, Eк = 15 В, Iб = 600 мкА.
Определить Rвх усилителя, Rвых, Uвых, Kус.
Решение:
KU = Uвых/Uвх Uвых = KU· Uвх = 177,5·0,78 = 138,5 В
Задача 5
Определите напряжение на выходе сумматора рис. 4, если:
U1 = U2 = U3 = 1В, R1 = 1 кОм, R2 = 2 кОм, R3 = 4 кОм, R4 = 12 кОм
Решение:
Uвых = - (Кос1U1+ Кос2U2+ Кос3U3) Кос = - R4/ Ri
Uвых = - (12U1+ 6U2+3U3) = - 1·21= - 21 В
Задача 6
Построить ЛАЧХ усилителя рис. 5, определить коэффициент усиления, fн и fв
R1 = 20 кОм, R2 = 10 кОм, R3 = 100 кОм, К = 200000, fед = 3 МГц, С1=0,7 мкФ
Решение: операционный усилитель
Кдб = 20 lgК = 20·5,3 = 106 дБ
lgfед = 6,5 дек
Входная цепь:
Т1 = R1· С1 = 20000·0,7·10-6 = 0,014 с
Частота точки излома ЛАЧХ входной цепи:
f1 = 1/2πТ1 = 11,4 Гц lgf1 = lg11,4 = 1,06 дек
Звено обратной связи:
20lg βос = 20 lg0,09 = - 20,8 дБ
Так как в усилителе используется «глубокая» отрицательная обратная связь, то Кос = 1/β = 11.
Построение ЛАЧХ рис. 6:
Рис. 6
Задача 7
Расчет инвертирующего усилителя рис. 7.
Дано: Uвх = 80 мВ, Uвых = 4 В, Rн = 10 кОм, ОУ типа 14ОУД7
МВ=√2 – коэффициент частотных искажений в области верхних частот. Рассчитать значения R1, Rос, R2 в инвертирующем усилителе.
Рис 7.
Решение:
Определение сопротивления резисторов.
1). Определим коэффициент усиления усилителя
Kос = (Uвых/Uвх) = 4·103/80 = 50
Вместе с этой лекцией читают "Гетеротрофный способ питания".
2). Находим Rос из соотношения Rос ≥ 10·Rн = 10·10 = 100 кОм
3) Определяем R1:
R1= Rос/ Kос = 100/50 = 2 кОм
4) Рассчитаем значение R2. Этот резистор устанавливают в усилителе для выравнивания входных токов.
R2= R1Rос / ( R1+ Rос) = (2·100/102) ~ 2 кОм