2.5. Пример расчёта пф.

Рассчитаем полосовой фильтр, выделяющий сигналы ближнего маркерного радиомаяка (МРМ) с частотой f₀ = 3 кГц, добротностью Q = 10, коэффициентом передачи К_п = 40.

Решение:

1. Выбираем R₃ = 270 кОм, тогда С = 2Q/2f₀R₃ = 210/6,28310³0,2710⁶ = 3,93 нф. Выбираем С = 3,9 нф  2%. Уточнённое значение R₃ выбираем из ряда Е96, то есть R₃ = 274  1%.

2. Определяем R₁ = Q/2f₀CК_п = 10/6,28310³3,910^-940 = 3,4 кОм. Такое номинальное значение соответствует стандартному ряду Е96, поэтому выбираем R₁ = 3,4 кОм  1%.

3. Определяем R₂ = Q/2f₀C(2Q² – К_п) = 10/6,28310³2,910^-9(210² – 40) = 850 Ом. Выбираем из ряда Е96 ближайшее значение R₂ = 845 Ом  1%.

4. Проверим значение К_п = R₃/2R₁. К_п = 27410³/23,4 = 40,3. Это значение К_п соответствует заданному.

На этом расчёт заканчивается.

3. Задание

3.1. Исследование инвертирующего и суммирующего усилителей.

3.1.1. Инвертирующий усилитель. Рассчитать инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления по напряжению (К_u), заданным преподавателем.

НЧ генератор 1

Г3-33

Источник питания

ЛОЭ-2

Вольтметр переменного тока

НЧ генератор 2

Макетная плата

Осциллограф

С1-55

Рис. 7. Схема установки для исследования электрических схем на ОУ.

После проверки результатов расчёта смонтировать с применением ОУ типа К553УД2 схему усилителя на макетной плате и после проверки монтажа подключить её к источнику питания  15 В лабораторного стенда ЛОЭ-2.. Структурная схема установки приведена на рис. 7.

3.1.2. Подать на вход усилителя переменное напряжение от генератора НЧ с амплитудой 0,1 В и частотой 1 кГц. Измерить с помощью вольтметра или осциллографа переменное напряжение на входе выходе усилителя и вычислить его коэффициент усиления.

3.1.3. Удваивая частоту входного сигнала и поддерживая постоянную амплитуду сигнала на входе усилителя снять его АЧХ и построить её график в логарифмическом масштабе по горизонтальной оси (оси частот).

3.1.4. Увеличивая амплитуду входного напряжения снять амплитудную характеристику усилителя, т. е. зависимость его выходного напряжения от входного, и определить максимальное значение амплитуды неискажённого выходного напряжения. Записать величину питающих напряжений ОУ. Отметить, насколько отличается максимальное значение амплитуды выходного напряжения от величины питающих напряжений.

3.1.5. Подав входное и выходное напряжения частотой 1 кГц на входы обоих каналов осциллографа, измерить фазовый сдвиг между ними. Удваивая частоту входных колебаний, снять ФЧХ и построить её график в логарифмическом масштабе по оси частот.

3.1.6. Суммирующий усилитель. Подключив дополнительный резистор R₁^ на вход ОУ собрать схему инвертирующего суммирующего усилителя. Установить на одном из его входов напряжение частотой 10 кГц и амплитудой

0,1 В от одного НЧ генератора, а на другом входе напряжение частотой 10,5 кГц с той же амплитудой.

Подключить осциллограф к выходу усилителя, засинхронизировать изображение на экране и зарисовать его форму. Привести спектр полученного сигнала и объяснить, как такой сигнал называется.