Расчёт параметров усилителя в целом.
Коэффициент усиления всего усилителя составит:
Ku = K1u*Ku2 = 9.92*10 = 99.2
Отклонения коэффициента усиления:
Входное сопротивление усилителя определяется входным сопротивлением первого каскада:
Rвх = 5.87 ГОм
Выходное сопротивление усилителя равно выходному сопротивлению второго каскада:
Rвых = 0.024 Ом
Расчёт статических погрешностей первого каскада.
Рассмотрим неизменную составляющую.
Первая составляющая, вызванная наличием напряжения смещения, равна 80мВ. Вторая составляющая, вызванная разбросом номиналов резисторов, пренебрежимо мала (меньше 50 микровольт) при любых допустимых отклонениях номиналов. Третья составляющая, вызванная разностью входных токов, не превышает 0.15мВ.
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:
Расчёт статических погрешностей усилителя в целом.
Статическая погрешность
второго каскада такая же, как и у
однокаскадного усилителя, рассмотренного
выше:
,
.
Теперь найдём статическую погрешность всего усилителя.
Без применения балансировки она составит
При введении балансировочного резистора в цепь первого каскада можно исключить неизменные составляющие статической погрешности:
Условный динамический диапазон усилителя без балансировки:
Условный динамический диапазон усилителя с балансировкой:
Частотные свойства усилителя.
Частота пропускания данного усилителя также не изменится по сравнению с рассмотренными выше:. Fгр =60 кГц.
Однако за этой частотой АЧХ будет иметь минус второй наклон, обусловленный последовательным включением двух ОУ, АЧХ которых имеет минус первый наклон.
Цепи питания усилителя.
Так как для питания ОУ необходимы напряжения ±15В, а мы располагаем только напряжениями ±20В ±10%, 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 RНАГР.
Будем использовать стабилитрон КС509А, 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.