Большая База Рефератов - Усилитель вертикального отклонения - бесплатно рефераты, скачать рефераты, рефераты на тему

Усилитель вертикального отклонения

где Kи – КУ инвертирующего усилителя;

R4, R5 – сопротивления в цепи обратной связи (см. рис. 4.3), Ом.

Ки = -2;

R5 = 1,5 кОм из ряда номинальных значений E96;

R4 = 750 Ом из ряда номинальных значений E96.

4.5.4. Оценка погрешности по постоянному току неинвертирующего усилителя.

Оценим погрешность по постоянному току для DA1 по формуле:

Eош.вх = Uсм+Jсм∙ + Jсдв∙ ,

(48)

где Uсм – напряжение смещения нуля, мВ, определяемое выражением:

Uсм = Uсм0+C∙DT,

(49)

где Uсм0 – справочное значение напряжения смещения нуля, 4мВ;
С– дрейф нуля, мкВ/°С;

DT – диапазон рабочих температур, °С; Jсм – ток смещения, мкА;

Jсдв – ток сдвига, мкА.
DT = 25°С;

Из справочных данных на ОУ (см. прил.4) берем:

Uсм0 = 4мВ;

С = 35мкВ/°С;
Jсм = 4мкА;

Jсдв = 10мкА;

Eош.вх.DA1 = 8,452 мВ.

4.5.5. Оценка погрешности по постоянному току инвертирующего усилителя.

Оценим погрешность по постоянному току для DA2 по формуле:

Eош.вх = Uсм+Jсм∙ + Jсдв∙ ,

(50)

DT = 25°С;

Из справочных данных на ОУ (см. прил.4) берем:

Uсм0 = 4мВ;

С = 35мкВ/°С;
Jсм = 4мкА;

Jсдв = 10мкА;

Eош.вх.DA2 = 11,875 мВ.

Примечания:

1. Погрешности обоих ОУ малы по сравнению с амплитудой сигнала на выходе ФИ, которая составляет 1,2 В (см. табл. 4.1).

2. Требуемую верхнюю граничную частоту и длительность фронта фазоинверсного каскада обеспечивают соответственно частота единичного усиления и скорость нарастания выходного напряжения используемого ОУ (см. прил.4).

4.5. Выбор схемотехники и расчет каскада задержки.

4.5.1. Выбор схемотехники.

Требования к параметрам каскаду линии задержки приведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Требования, накладываемые на ЛЗ

Uвых, В

К0

fв, МГц, не менее

tф, нс, не более

0,3

0,5

73,8

Для реализации требований, накладываемых на ЛЗ, была выбрана схемотехника согласованной линии задержки, представленной на рис. 4.4.

Рис.4.4. Каскад задержки

4.5.2. Исходные данные для расчета ЛЗ.

§ Волновое сопротивление ρ = 100Ом;

§ Время задержки τз = 100нс;

§ Число рядов n = 2;

§ Толщина подложки d =0,22мм;

§ Диэлектрическая проницаемость ε = 2;

§ Ширина звена а = 1мм;

§ Высота звена b = 2мм;

§ Расстояние между рядами у = 3мм.

4.5.3. Расчет параметров ЛЗ.

Определение погонной емкости:

С0 = 10-11 ∙ε (1+a/d).

(51)

С0 = 110,909пФ.

Определение погонной индуктивности.

L0 = ρ2 ∙C0.

(52)

L0 = 1,109мкГн

Коэффициент связи между звеньями:

Ксв = 0,5∙exp(107∙L0/8).

(53)

Кcв = 2.

Высота звена:

m = 1/(π∙fs∙(L0∙C0)0.5).

(54)

m = 42мм.

Время задержки сигнала обусловленное одним звеном:

Тзв = m∙(L0∙C0)0.5.

(55)

Тзв = 0,4684нс.

Общее число звеньев:

s = τз/Тзв.

(56)

s = 213,503.

4.5.4. Расчет условий согласования ЛЗ.

Условием согласования ЛЗ является равенства выходного сопротивления источника сигнала и сопротивления нагрузки волновому сопротивлению ЛЗ.

Источником сигнала является ОУ предшествующего каскада, выходное сопротивление которого является бесконечно малым по отношению к волновому сопротивлению ρ линии задержки (см. п.4.5.2.). Поэтому последовательно с источником сигнала ставится резистор, значение сопротивления которого составляет:

R1 = 100 Ом.

Выходное сопротивление каскада задержки – входное сопротивление фазоинверсного каскада. Напомним, что на входе последнего стоят два ОУ, у которых входное сопротивление бесконечно большое по отношению к волновому сопротивлению ЛЗ. Поэтому параллельно ФИ ставят резистор с сопротивлением, равным волновому:

R2 = 100 Ом.

Значения R1 и R2 выберем из ряда номинальных значений E24.

4.6. Выбор схемотехники и расчет предварительного усилителя.

Требования к предварительному усилителю приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Требования, накладываемые на ПУ

Uвых, В

К0

fв, МГц, не менее

tф, нс, не более

0,6

21,35

4.6.1. Выбор схемотехники.

Для реализации требований, накладываемых на ОУ, было принято решение выполнить его по схеме двухкаскадного усилителя на ОУ. При этом схема должна осуществлять дискретную регулировку усиления (с коэффициентами деления 1:1, 1:2 и 1:5), плавную регулировку усиления – для настройки всего УВО, а также систему, осуществляющую сдвиг постоянного уровня для обеспечения сдвига наблюдаемого сигнала «вверх-вниз» на экране ЭЛТ. Последняя реализована по схеме сумматора. Вся схема представлена на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Предварительный усилитель

Для достижения необходимых частотных свойств усилителя в нем применен ОУ LM7171A_NS фирмы National Semiconductor, параметры которого приведены в прил. 4.

4.6.2. Расчет каскада на ОУ DA1.

Каскад выполнен по схеме неинвертирующего каскада, КУ которого определяется по формуле (45). Требуемый коэффициент:

Kн = 6,4.

Исходя из этого, выбрали следующие значения сопротивлений из ряда номинальных значений E96.

R1 = 511 Ом;

R2 = 2,74 кОм.

Оценим погрешность по постоянному току для DA1 по формуле:

Eош.вх = Uсм+Jсм∙ + Jсдв∙ ,

(57)

где Uсм – напряжение смещения нуля, мВ, определяемое формулой (49).

Jсм – ток смещения, мкА;

Jсдв – ток сдвига, мкА.
DT = 25°С;

Из справочных данных на ОУ (см. прил.4) берем:

Uсм0 = 4мВ;

С = 35мкВ/°С;
Jсм = 4мкА;

Jсдв = 10мкА;

Eош.вх.DA1 = 10,91 мВ.

На выходе УВО будем иметь погрешность:

Eош.вх.DA1*10*0,5*4*67 = 14,6 В.

4.6.3. Расчет каскада на ОУ DA2.

Каскад выполнен по схеме инвертирующего каскада, КУ которого определяется по формуле (46). В этом каскаде осуществляется дискретная регулировка усиления, кратная соотношению 1:2:5. Максимальный КУ усилителя составляет:

K1и = 10.

Следовательно:

K2и = 5;

K3и = 2,5.

Исходя из этого, выбрали следующие значения сопротивлений из ряда номинальных значений E96.

R4 = 511 Ом;

R5 = 1,02 кОм (КУ = K3и = 2,5);

R6 = 2,04 кОм (КУ = K2и = 5);

R7 = 5,11 кОм (КУ = K1и = 10);

Максимальная погрешность будет при КУ = K1и = 10. Оценим ее:

Eош.вх = Uсм+Jсм∙ + Jсдв∙ ,

(58)