Усилитель систем автоматики (стр. 5 из 8)
Следовательно
Ом (по ряду номиналов возьмем 
Ом).Расчёт на СЧ:
Схема замещения:
Найдем номинальный коэффициент усиления каскада:
Ом.Расчёт на ВЧ:
Схема замещения:
Коэффициент частотных искажений на ВЧ будет равен:
, где 
, 
Ом, 
пФ. 
. 
.Расчёт на НЧ:
Схема замещения:
Найдем значение разделительной емкости Допустимые частотные искажения
тогда:
(По ряду номиналов возьмем
мкФ).1.7 Расчёт фильтров питания. Расчёт цепей регулировки усиления. Расчёт разделительной ёмкости во входной цепи
Расчёт фильтра питания:
Фильтр по питанию рекомендуется ставить после двух инвертирующих каскадов. В нашем случае мы несколько отступим от данной рекомендации и поставим фильтр по питанию после эмиттерного повторителя (3-ий каскад), перед предоконечным каскадом.
Расчет фильтра производится следующим образом:
Задаёмся падением напряжения на фильтре:
Тогда:
Где
- ток коллектора транзистора каскада 3 в рабочей точке, 
мА, 
- токи делителей каскадов 3 и 2, рассчитаны выше при проверке. 
мкА, 
мкА 
мА – ток стока в рабочей точке транзистора первого каскада.Тогда сопротивление
будет равно: 
По ряду номиналов возьмем
Ом.Емкости в цепи фильтров будут равны на частоте помехи
Гц (частота питающей сети) и выше: 
.С запасом, по ряду номиналов возьмем
мкФ.Расчёт регулировки усиления:
Подстройку усиления будем производить изменением глубины ООС одного из каскадов и выберем для этого предоконечный каскад (так как в нём единственном остался Сэ, необходимый для реализации этого метода). Введем для этого сопротивление
в цепи эмиттера. Движок резистора подключим к шунтирующей емкости 
.Максимальный коэффициент усиления равен:
Минимальный коэффициент усиления возьмем равным
(меньше номинального коэффициента усиления 
на 20…30%): 
, 
- максимальный фактор обратной связи для - резистора подстройки усиления. 
Ом.Используем для этого подстроечный резистор СП3-28 сопротивлением 10 Ом по ряду номиналов Е6.
Оставшуюся часть сопротивления
Ом (62 Ом по ряду номиналов) подключим последовательно с .Рассчитаем номинал ёмкости Сэ для шунтирования
Ом с учётом того, что мы уже рассчитали частотные искажения Мн в области НЧ для всех остальных каскадов и ввели перекоррекцию на НЧ в одном из каскадов.Частотные искажения на НЧ заданные на весь усилитель равны: Мн=0,77
Частотные искажения вносимые всеми каскадами кроме предоконечного равны:
где Мнi – искажения вносимые i-ым каскадом.
Следовательно на предоконечный каскад, для обеспечения уровня общих искажений усилителя:
Подставив это значение в выражение для нахождения Сэ 4-го каскада (см. выше), получим:
По ряду номинальных значений с запасом выберем Сэ=500мФ.
Расчёт разделительной ёмкости во входной цепи:
Произведем расчет разделительной емкости СР во входной цепи:
По ряду номиналов возьмем
пФ.Расчёт цепи ООС:
Для устранения усиления на частотах выше Fв, введём цепь частотнозависимой отрицательной обратной связи, охватывающей все каскады кроме первого. Введение этой отрицательной обратной связи никак не влияет на свойства усилителя в полосе пропускания, но за пределами полосы она обеспечивает снижение усиления, что не даёт возможность усилителю самовозбудиться на частоте выше Fв, где может выполниться условие баланса фаз и амплитуд. Порядок расчёта следующий:
Так как цепь отрицательной обратной связи представляет из себя ВЧ-фильтр на RC-цепочке. В роли активного сопротивления будет выступать Rвх второго каскада усилителя.
Таким образом нам осталось лишь задаться коэффициентом передачи по напряжению на частоте Fв и найти значение ёмкости в цепи ООС:
Такой коэффициент передачи не увеличит уровень частотных искажений на ВЧ сверх заданных.
2. Расчет варианта усилителя на микросхемах
2.1 Анализ варианта усилителя на ИМС:
В данном варианте усилителя используем интегральную микросхему A2030H –усилитель мощности низкой частоты с дифференциальным входом и двухполярным питанием и операционный усилитель 140УД10 в качестве входного, «раскачивающего» более мощную микросхему, каскада. Микросхему A2030H и её характеристики мы нашли в литературе [5]. Будем использовать стандартную схему включения микросхемы.
Микросхему 140УД10 также будем включать в стандартном неинвертирующем включении (см [6]):
Справочные параметры микросхем:
А2030Н: 140УД10
Сопротивление нагрузки (Rн=13 Ом) в нашем случае больше чем номинальная нагрузка второго каскада. По графику, представленному в техническом описании, определим максимальную мощность, которую может выдать, на данную нагрузку, микросхема А2030Н при напряжении питания ±12 В.
Получим:
Это значение выше, чем заданное в техническом задании, следовательно, по этому параметру микросхема подходит.Одна микросхема А2030Н способна обеспечить усиление в 30 дБ в заданной полосе частот.
Переведём коэффициент усиления в децибелах в коэффициент усиления по напряжению:
Это максимальное усиление, которое можно получить от одной микросхемы, так как оно меньше того, что нам надо (Ku=325), то используем каскадное соединение двух микросхем А2030Н и 140УД10.