Підсилювач вертикального відхилення осцилографа (стр. 2 из 3)

Оскільки

не задано, то його можна прийняти в межах:

Або

Отже отримаємо

2.3.4 Вибираємо напругу живлення кінцевого каскаду

Отже Е_ж = 240 В.

2.3.5 Вибираємо транзистор за такими показниками

Заданим параметрам відповідає транзистор КТ611Б, його параметри наведені у таблиці 1

Таблиця 1. Параметри транзистора.

Тип	Pкmax,Вт	Ікmax, мA	Uкеmax, B	h21e min/max	fгр,МГц	Uкенас,B	Ік, ,мА	T, oC
КТ611Б NPN	3	100	180	30/120	60	8	20	-60...+125

Другий транзистор підсилювача потужності ідентичний з наведеним у попередній таблиці.

2.4 Розробка підсилювача напруги. Вибір типу ОП

З даних, наведених в технічному завданні отримаємо, що

Тоді

Отже частота одиничного підсилення:

Використання ОП з такою високою частотою f₁ недоцільне через складність виготовлення і великі матеріальні затрати, тому в даній схемі використаємо три ОП, для яких визначимо коефіцієнти підсилення.

Оскільки

,

то

Для визначених характеристик, з довідника, вибираємо тип ОП. Дані занесемо до таблиці 2.

Таблиця 2. Параметри ОП

Uст, мВ		Кп U,	Iвх, мкА	f1, МГц	VUвихВ/мкс
Н14209Д1	5	18	350	10	110	280

Враховуючи вибрані вище транзистори та ОП детальна структура прийме вигляд:

Рисунок 2.2 Детальна структура ВП.

Вхідний дільник – дає можливість ділити вхідний сигнал в відношеннях 1:1, 1:10, 1:50. Інакше його ще називають атенюатор.

Підсилювач напруги – забезпечує великий коефіцієнт підсилення при мінімальних спотвореннях.

Фазоінвертор – забезпечує на виході однакові по модулю і різні по фазі напруги.

Кінцевий каскад – забезпечує підсилення потужності сигналу для ефективним управлінням навантаженням. Так як він вносить в сигнал мінімальні спотворення, то коефіцієнт підсилення цього каскаду вибирають невеликим, у деяких випадках, наближено, рівним одиниці.

3. Електричні розрахунки

3.1 Розрахунок вхідного подільника

Вхідні дані. Коефіцієнти ділення:

, , .

(мВ).

Рисунок 3.1 Схема вхідного дільника.

Де S – ключ, який встановлюється в одне з трьох положень, тим самим змінюючи коефіцієнт ділення.

Задамося

(коефіцієнт ділення 1:10)

(коефіцієнт ділення 1:10)

Умова дільника:

Тоді значення опорів можна знайти по таких формулах:

Підставляючи у задані вище формули отримаємо

;

Далі розрахуємо номінали ємностей.

Нехай

Тоді

Резистори і конденсатори для даного каскаду вибираємо такі:

R₂ = С2-23-0.125-11кОм, ±1%

С₂ = К50 – 18 – 50В – 2нФ

R₃ = С2-23-0.125-2кОм, ±1%

С₃ = К50 – 18 – 50В – 11нФ.

3.2 Розрахунок підсилювача напруги

Рисунок 3.2 Схема підсилювача напруги.

Оскільки всі каскади (DA1, DA2, DA3) однакові та побудовані на К140УД6, то розрахунки будемо проводити для одного каскаду.

Коефіцієнт підсилення розраховується по формулі:

Візьмемо коефіцієнти підсилення DA1, DA2, DA3 К = 22

Виберемо

Тоді

Підставляючи значення отримаємо, що

Верхня гранична частота f_в = 110 МГц.

Тоді визначимо нижню граничну частоту при С₄ = 1мкФ.

Параметри всього ПН

К = К₁ К₂ К₃

Тоді

К = 10164

3.3 Розрахунок кінцевого каскаду

Рисунок 3.3. Схема підсилювача потужності.

Принципова схема кінцевого каскаду зображена на рис 3.3

Оскільки у нас симетричне навантаження то будемо вести розрахунки на одне плече ,відповідно резистори R₁₃=R₂₀ , R₁₄=R₂₁ , R₁₅=R₁₉ , R₁₆=R₁₈.

Задамо струм спокою

I_ко = (0.05....0.1) І_км = 10 (мА)

U_ко = 88 В

Визначимо максимальне значення струму:

І_мах = І_ко + І_км < І_кдоп

Визначимо максимальний базовий струм:

Визначимо початковий базовий струм:

Тоді

= 630 (мВ)

Задамося струмом подільника, що дорівнює:

Оскільки

= 3.3 мA, тоді нехай І_п = 35 мА.

Звідки можна знайти:

Задамося R_д = (10...20)R_н – оскільки R_д не повинен шунтувати опір навантаження. Він призначений для захисту вихідного каскаду при розриві навантаження.

Тоді отримуємо

R_д = 100 (кОм).

Визначимо вхідний опір каскаду:

Оскільки І_ко = 2І_к, то нехай І₀ = 2І_к = 24 (мА).

,

де

.

Тоді

Виберемо С₁₂, при умові, що X₁₂<<R₁₇, для 50 Гц.

Оскільки

, то задамося X₁₂ = 2 (кОм). Тоді

Знайдемо R₁₅.

Нехай

.

Тоді напруга, що проходить через цей опір U_ке=85 (В). Отже:

Далі виберемо стандартні номінали опорів.

R₁₃ С2-29-0.125-18 Ом, ±1%

R₁₄ С2-29-0.125-3.41 кОм, ±1%