Определение технических показателей усилителя.

_{Данные, необходимые для расчёта:}

Если учитывать не идеальности ОУ, получаем следующие параметры:

Входное сопротивление синфазным сигналам:

Сопротивление между инвертирующим входом и нулевым проводом:

Сопротивление нагрузки, приведённое к выходу:

Коэффициенты, учитывающие конечные значения входного и выходного сопротивления:

Коэффициент усиления всего усилителя:

При изменении номиналов резисторов R1 и R_ОС в допустимых пределах коэффициент усиления меняется от 10.23 до 9.89. Таким образом, погрешность составляет

_{Такие величины: d}+_KU,неин _{= (10.23 – 10)/10 = 2.3%, d}-_KU,неин _{= (10-9.89)/10 = 1.1%.}

_{Допустимая погрешность коэффициента усиления в пределах 2%.}

Входное сопротивление усилителя:

Выходное сопротивление усилителя:

Расчёт статических погрешностей.

Напряжение статической погрешности можно разбить на две составляющие:

, где

– неизменная составляющая. Рассчитывается при температуре +25°C.

– дрейфовая составляющая. Зависит от температуры.

Рассмотрим неизменную составляющую.

Первая составляющая, вызванная наличием напряжения смещения, равна 82мВ. Вторая составляющая, вызванная разбросом номиналов резисторов, пренебрежимо мала (меньше 50 микровольт) при любых допустимых отклонениях номиналов. Третья составляющая, вызванная разностью входных токов, не превышает 0.2мВ.

Дрейфовая составляющая напряжения статической погрешности рассчитывается аналогично:

Рассмотрим положительный температурный поддиапазон:

Рассмотрим отрицательный температурный поддиапазон:

За дрейфовую составляющую примем наибольшее значение:

При отсутствии балансировки дрейф нуля составит величину

Если в схему усилителя ввести балансировочный резистор R2, неизменную составляющую можно будет исключить, и дрейф нуля значительно снизится:

Рассмотрим теперь динамический диапазон усилителя.

Условный динамический диапазон усилителя без балансировки:

Условный динамический диапазон усилителя с балансировкой:

Частотные свойства усилителя.

К140УД6 обладает внутренней частотной коррекцией, поэтому никаких специальных цепей коррекции для него не требуется.

Частота пропускания данного усилителя Fгр =60 кГц.

Расчёт цепей питания усилителя.

Так как для питания ОУ необходимы напряжения ±15В, а мы располагаем только напряжением ±20В, в цепь питания ОУ необходимо поставить стабилизатор.

Для этой цели будем использовать стабилитрон, схема включения которого показана на рисунке. На нём ОУ условно показан как резистор R_НАГР.

Будем использовать стабилитрон КС508А, обладающий следующими характеристиками:

• напряжение стабилизации

• максимальный ток стабилизации

• минимальный ток стабилизации

В нагрузке протекает ток

Выберем ток, протекающий через стабилитрон: .

Тогда можно определить номинал резистора:

При уменьшении входного напряжения через стабилитрон потечёт ток

При увеличении напряжения и отключении нагрузки:

Эти токи находятся в допустимых пределах, следовательно, цепь рассчитана правильно.

В дополнение к этому у выводов ОУ необходимо устанавливать шунтирующие конденсаторы емкостью 0.1мкФ.

Схема усилителя.