Расчет элементов схемы генератораРисунок 3 Схема генератора на мосте Вина В этой схеме усилительный элемент (ОУ) охвачен положительной и отрицательной ОС. ОУ в совокупности с ООС, которая представляет собой делитель, составленный из резисторов R3 и R4. Для устойчивой генерации, сопротивление резистора R3 должно быть больше сопротивления R4 как минимум в два раза. Задам сопротивление такое, чтобы не перегрузить ОУ по входному току, а ОУ, в свою очередь, должен обладать большим входным и малым выходным сопротивлениями, а также достаточно большим значением входного тока. Величина выбрана с целью получить небольшое значение RC-цепочки Вина. Чтобы охватить весь диапазон (0.3-300)кГц, разбиваю его на 3 поддиапазона: 1 поддиапазон: 2 поддиапазон: 3 поддиапазон: В этом случае перекрытие внутри поддиапазонов равно 10. В мосте Вина регулирующими элементами сделать сопротивление , , а установку частоты поддиапазонов с помощью конденсаторов и . Так как сопротивлениями проще регулировать частоту в поддиапазоне. Резисторы , должны быть сдвоенными.
Исходя из этого схема будет иметь вид:
Рисунок 4
Рабочие частоты каждого поддиапазона определяются по выражению: Где для , для , для Рассчитаю значения емкостей : Рассчитаю значения сопротивлений на верхней частоте: Рассчитаю значение сопротивления :
Рассчитаю значения емкостей для второго поддиапазона: Рассчитаю емкость для третьего поддиапазона:
В качестве активного элемента выбираю ОУ К574УД1Б. ОУ К574УД1Б-быстродействующий ОУ с полевыми транзисторами на входе. Обладает высоким входным сопротивлением, большой частотой единичного усиления и высокой скоростью нарастания выходного напряжения. Внутренняя частотная коррекция отсутствует. Преднахначен для построения широкополосных схем. Параметры ОУ К574УД1Б: Коэффициент усиления Ку=100000 Входной ток Iвх=0,5 нА Частота единичного усиления f=15 МГц Сопротивление нагрузки Rн.min=200 Ом Входное сопротивление Rвх=0,2 МОм Выходное сопротивление Rвых=200 Ом Коэффициент ослабления синфазных выходных напряжений q = 80 дБ Напряжение питания Eп = ± 15В Выходное напряжение Uвых = 10 В Проверю соотношение для подтверждения правильности выбора операционного усилителя. Рассчитаю ток нагрузки: Рассчитаю выходной ток операционного усилителя:
Рассчитаю сопротивление R3: Задаю сопротивление , исходя из условия Коэффициент усиления усилителя
|