Исследование усилителя на основе двух усилительных подсхем
Рис.3.1
От недостатка усилителя, изображенного на рис.2.1, свободна схема усилителя переменного тока, представленная на рис.3.1. Этот усилитель состоит из двух усилительных подсхем: входная подсхема реализуется на неинвертирующем РУ(DA1;R1;R2;R3), что позволяет обеспечить большое входное сопротивление усилителя переменного тока; входная подсхема представляет собой инвертирующий РУ(DA2;R4;R5) и используется для получения высокого коэффициента усиления KU всего усилителя переменного тока. В полосе пропускания:
(3.1)
6
Для
получения наибольшей верхней граничной
частоты 
усилителя (рис.3.1) целесообразно выбирать
коэффициенты усиления инвертирующего
и не инвертирующего РУ по модулю примерно
одинаковыми. Нижняя граничная частота:
(3.2)
Расчет.
Для инвертирующего РУ.
С1 = С2 = 1 мкФ.
R4 = = 1/(2*3.14*50*10^-6) 3.185 кОм
Для
получения наибольшей частоты
коэффициенты 
и 
должны быть примерно одинаковыми, тогда
|Kuи|
= 
= 31,6;
R5 = |Kuи| R4 = 31.63185 = 100,646 кОм
Для не инвертирующего РУ.
R3 = .
R1 = 1 кОм, тогда R2 = (Kuни-1)*R1 = 30,6 кОм
Конденсатор С1 становится «проходным» на более низких частотах, чем конденсатор С2, и тем самым практически не влияет на нижнюю граничную частоту :
= 10/(2*3.14*1*1) = 1.6 Гц ,
7
Моделирование усилителей переменного тока в сети Multisim.
Усилитель с одной усилительной подсхемой.
Значения R1, R2, R3, С1 и С2 рассчитаны ранее, в разделе 1.2 (стр.5-6).
Экспериментально определим коэффициент усиления в полосе пропускания Ки, нижнюю граничную частоту полосы пропускания fн, верхнюю граничную частота fв для схемы, изображенной на рис. 4.1, и сравним полученные результаты с данными из задания на курсовое проектирование.
Рис. 4.1
Рис 4.2
8
Рис. 4.3
Рис. 4.4
Кu=59,955 дБ ;
fн = 51,047 Гц;
fв = 1,527 кГц;
Как видно из полученных результатов, fв намного меньше заданной. Следовательно, схема усилителя на базе одного неинвертирующего РУ, представленная на рис. 4.1 не подходит, т.к. не удается получить необходимую верхнюю граничную частоту.
Усилитель с двумя усилительными подсхемами.
Значения R1, R2, R3, С1 и С2 рассчитаны ранее, в разделе 1.3 (стр.6-7).
Экспериментально определим коэффициент усиления в полосе пропускания Кu, нижнюю граничную частоту полосы пропускания fн, верхнюю граничную частоту fв для схемы, изображенной на рис. 5.1, и сравним полученные результаты с данными из задания на курсовое проектирование.
9
Рис. 5.1
Рис. 5.2
10
Рис. 5.3
Рис. 5.4
Кu=59,976 дБ ;
fн = 50,087 Гц;
fв = 29,285 кГц;
Как видно из полученных результатов, усилитель, состоящий из двух усилительных подсхем, имеет верхнюю граничную частоту fв намного больше по сравнению с усилителем с одним неинвертирующим РУ, а именно fв = 29.285 кГц. Полученная частота соответствует заданной по техническому заданию (fв должна быть не менее 20 кГц). Следовательно, схема усилителя переменного тока, представленная на рис. 5.1, подходит.
11