Схемотехника аналоговых электронных устройств

Август 20, 2022

Главная
Разное
Схемотехника аналоговых электронных устройств

Содержание

2. Введение В следующем семестре нам предстоит выполнить курсовой проект по «Схемотехнике», в процессе выполнения которого нужно
3. Операционные усилители Характеристики близки к идеальному усилителю: полоса пропускания от 0 до ∞, коэффициент усиления →∞,
4. Обратные связи в ОУ Цепь обратной связи образуется посредством включения двухполюсника обратной связи Z2 между инвертирующим
5. Активные фильтры нижних частот ОС включается между выходом и инвертирующем входом! Коэффициент усиления с учетом обратной
6. ЛАЧХ фильтров нижних частот В ЛАЧХ по горизонтальной оси откладываются частоты в логарифмическом масштабе, по вертикальной
7. Активные фильтры верхних частот КОС1,2 =-R2/R1, КОС 3=1+R2/R1 коэффициент усиления с учетом обратной связи и изменения
8. ЛАЧХ разных фильтров верхних частот ФВЧ 1 - последовательное соединение дифференцирующего устройства с Кдиф=ωτ и ФНЧ,
9. Полосовые фильтры Объединение цепей ОС фильтров низких и высоких частот Постоянные времени для верхних и нижних
10. Температурная стабилизация параметров ОУ. Зависимость напряжения смещения Uсм от температуры описывается температурной чувствительностью ОУ dUсм/dT. Смещение
11. Пример расчета. Полосовой фильтр Задание. Рассчитать ПФ со следующими характеристиками: Верхняя частота 1 МГц; Нижняя частота
12. Продолжение расчета ПФ 1. Постоянную времени цепи ОС, ограничивающую АЧХ на верхних частотах, определим из выражения
14. Скачать презентацию

Слайд 2

Введение
В следующем семестре нам предстоит выполнить курсовой проект по «Схемотехнике», в

процессе выполнения которого нужно спроектировать различные аналоговые устройства, выполнить расчет, проверить результаты расчета моделированием, а также оформить пояснительную записку к КП в соответствии с правилами оформления технической документации.
Большая часть КП выполняется на тему активных фильтров, это тема последней контрольной работы, которую сегодня нужно выполнить.

Слайд 3

Операционные усилители
Характеристики близки к идеальному усилителю:
полоса пропускания от 0

до ∞,
коэффициент усиления →∞,
Rвх→∞
Rвых→0.
В схемах ОУ применяются типовые узлы на транзисторах и диодах, рассмотренные в лекциях: источники тока, токовые зеркала, дифференциальные каскады, схемы снижения потенциалов, буферные каскады, двухтактные каскады и пр.

Слайд 4

Обратные связи в ОУ
Цепь обратной связи образуется посредством включения двухполюсника

обратной связи Z2 между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя.
Коэффициент передачи ОУ, прямо пропорционален сопротивлению двухполюсника Z2, включенного между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя и обратно пропорционален сопротивлению двухполюсника Z1, включенного между входом и источником сигнала.

При условии Ku→∞,

Ко.с =Uвых/Uвх= - Z2/Z1

Слайд 5

Активные фильтры нижних частот
ОС включается между выходом и инвертирующем входом!
Коэффициент усиления

с учетом обратной связи и изменения полярности: КОС1 =-R2/R1 , КОС 2=1+R2/R1
Постоянная времени цепи ОС τ=R2C,

Слайд 6

ЛАЧХ фильтров нижних частот
В ЛАЧХ по горизонтальной оси откладываются частоты в

логарифмическом масштабе, по вертикальной оси – коэффициент передачи в децибелах (дБ), Λ=20lg|К(ω)|.
Максимальная разница между АЧХ и ЛАЧХ составит 3 дБ на частоте сопряжения, совпадающей с верхней частотой ωв=2πfв.

Слайд 7

Активные фильтры верхних частот
КОС1,2 =-R2/R1, КОС 3=1+R2/R1 коэффициент усиления с учетом

обратной связи и изменения полярности, τ=R1C – постоянная времени цепи ОС.
ФВЧ 1 можно рассматривать как последовательное соединение дифференцирующего устройства, см. лекции, с Кдиф=ωτ и ФНЧ, с частотой сопряжения ωс=1/τ . Действие ФНЧ компенсирует подъем ЛАЧХ с частоты сопряжения и получается горизонтальная линия.

Слайд 8

ЛАЧХ разных фильтров верхних частот
ФВЧ 1 - последовательное соединение дифференцирующего

устройства с Кдиф=ωτ и ФНЧ, с частотой сопряжения ωс=1/τ, компенсирует подъем ЛАЧХ с частоты ωс
ФВЧ 2 - дифференцирующее устройство, ограничение К=R2/R1
ФВЧ 3 – неинвертирующий, отличается от ФВЧ 1 коэффициентом передачи на НЧ, равным 1 и наличием двух частот сопряжения, ωС1=1/kT и ωС2=1/Т.

Слайд 9

Полосовые фильтры
Объединение цепей ОС фильтров низких и высоких частот
Постоянные времени для

верхних и нижних частот существенно отличаются, расчет АЧХ независимый ,
R1C1=τн= 1/2πfн, R2С2=τв=1/2πfв.
Коэффициенты усиления КОС 1= -R2/R1, для неинвертирующего – КОС 2= 1+ R2/R1.

Слайд 10

Температурная стабилизация параметров ОУ.
Зависимость напряжения смещения Uсм от температуры описывается температурной

чувствительностью ОУ dUсм/dT. Смещение вызвано разностью напряжений эмиттерных переходов из-за несимметрии транзисторов. Изменение тока смещения описывает выражение:
Величина смещения определяется отношением токов эмиттеров входных транзисторов в диапазоне температур:
Для выполнения условия U1=U2=I1*R1||R2=I2*R,
необходимо выполнить условие компенсации
R=R1||R2.

Слайд 11

Пример расчета. Полосовой фильтр
Задание. Рассчитать ПФ со следующими характеристиками:
Верхняя частота 1

МГц;
Нижняя частота 10кГц;
Коэффициент усиления Ко=20дБ.
Характеристики ОУ считать идеальными.
1. Принимаем величину резистора R2<2. Определяем величину резистора R1, обеспечивающего нужный коэффициент усиления Ко=10 раз
R1=R2/Ко=1кОм
Из условия термостабилизации определяем величину R3=R2, так как R1 включен последовательно с емкостью и постоянный ток через него отсутствует

Схема ПФ
ЛАЧХ ПФ

Слайд 12

Продолжение расчета ПФ
1. Постоянную времени цепи ОС, ограничивающую АЧХ на верхних

частотах, определим из выражения
Откуда из условия Yв=К(jω)/Ко=1/√2 определяем τв=1/2πfв=1/6,28*1МГц=0,16мкс
Из выражения τв=R2*C2, находим С2=0,16мкс/10кОм=0,16*10-8Ф=1,6 нФ
2. Постоянную времени цепи ОС, определяющую нижнюю частоту, определим из выражения

Из условия Yн=1/√2 находим
τн=1/2πfн=1/6,28*10кГц= 0,16*10-4=1,6 мс
Из выражения τн=R1*C1, находим С1=0,16мс/1кОм=0,16*10-6Ф=0,16 мкФ

Схемотехника аналоговых электронных устройств

Содержание

ВведениеВ следующем семестре нам предстоит выполнить курсовой проект по «Схемотехнике», в

Операционные усилители Характеристики близки к идеальному усилителю: полоса пропускания от 0

Обратные связи в ОУ Цепь обратной связи образуется посредством включения двухполюсника

Активные фильтры нижних частотОС включается между выходом и инвертирующем входом!Коэффициент усиления

ЛАЧХ фильтров нижних частотВ ЛАЧХ по горизонтальной оси откладываются частоты в

Активные фильтры верхних частотКОС1,2 =-R2/R1, КОС 3=1+R2/R1 коэффициент усиления с учетом

ЛАЧХ разных фильтров верхних частот ФВЧ 1 - последовательное соединение дифференцирующего

Полосовые фильтрыОбъединение цепей ОС фильтров низких и высоких частотПостоянные времени для

Температурная стабилизация параметров ОУ.Зависимость напряжения смещения Uсм от температуры описывается температурной

Пример расчета. Полосовой фильтрЗадание. Рассчитать ПФ со следующими характеристиками:Верхняя частота 1

Продолжение расчета ПФ1. Постоянную времени цепи ОС, ограничивающую АЧХ на верхних

Похожие презентации