Усилитель вертикального отклонения

Eош.вх.DA2*0,5*4*67 = 1,52 В.

Смещение, вносимое ОУ DA1 и DA2, можно скомпенсировать схемой сдвига уровня, реализованной по схеме сумматора на ОУ DA3.

4.6.4. Расчет каскада на ОУ DA3.

Каскад выполнен по схеме инвертирующего усилителя. В этом каскаде осуществляется плавная регулировка усиления посредством потенциометра R9.

Амплитуда сигнала на этом участке составляет 0,6 В. Каскад должен осуществлять сдвиг уровня в положительную и отрицательную сторону на 100%. Исходя из этого, рассчитали делитель, выполненный на резисторах R12, R14 и потенциометре R13. Ток делителя вычисляется по формуле:

где EV7, EV8 – напряжения источников питания, В.

EV7 = +5В;

EV8 = -5В.

Выберем ток делителя равным:

Iдел = 1 мА.

Исходя из этого, выберем значения сопротивлений резисторов R12 и R14 из ряда номинальных значений E24:

R12 = 4,3 кОм;

R14 = 4,3 кОм;

R13 = 1,5 кОм – потенциометр.

Чтобы сопротивление R11 не вносило вклад в погрешность ОУ выберем его большим:

R11 = 51 кОм – из ряда номинальных значений E24.

КУ этого каскада вычисляется по формуле:

Сопротивление R9 – переменное и принимает значения:

R9 = 0 470 Ом.

R10 = 510 Ом – из ряда номинальных значений E24;

R8 = 240 Ом – из ряда номинальных значений E24.

Следовательно, исходя из формулы (58):

Kн = 0,72 2,125.

Оценим погрешность DA3:

где Uсм – напряжение смещения нуля, мВ, определяемое формулой (49).

Jсм – ток смещения, мкА;

Jсдв – ток сдвига, мкА. DT = 25°С;

Из справочных данных на ОУ (см. прил.4) берем:

Uсм0 = 4мВ;

С = 35мкВ/°С; Jсм = 4мкА;

Jсдв = 10мкА;

Eош.вх.DA3 = 8,445 мВ.

4.7. Выбор схемотехники и расчет входного каскада.

Требования к входному каскаду приведены в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Требования, накладываемые на входной каскад

Кроме того, входной каскад должен обладать большим входным сопротивлением и низким выходным.

Для реализации требований, накладываемых на входной каскад, было принято решение реализовать по схеме повторителя на ОУ с полевым транзистором на входе. В качестве ОУ был выбран AD843В фирмы Analog Devices, параметры которого приведены в приложении 5. Схема входного каскада представлена на рис.4.6.

Рис. 4.6. Входной каскад

Сопротивление R1 = 1Мом шунтирует бесконечно большое по отношению к нему входное сопротивление ОУ и обеспечивает требуемое по ТЗ входное сопротивление всего УВО. Это сопротивление перенесется в аттенюатор.

Верхняя граничная частота данного каскада определяется частотой единичного усиления ОУ, и составляет fв = 34 МГц, что меньше требуемого значения. Однако, выигрыш по верхней граничной частоте в последующих каскадах компенсирует это, и требования ко всему УВО будут выполнены.

Оценим погрешность по постоянному току для DA1 по формуле:

где Uсм – напряжение смещения нуля, мВ, определяемое формулой (49).

Jсм – ток смещения, мкА;

Jсдв – ток сдвига, мкА. DT = 25°С;

Из справочных данных на ОУ (см. прил.5) берем:

Uсм0 = 0,5 мВ;

С = 1мкВ/°С; Jсм = 20 пА;

Jсдв = 40 пА;

Eош.вх.DA1 = 585 мкВ.

На выходе УВО будем иметь погрешность:

Eош.вх.DA1*64*0,5*4*67 = 5,02 В.

4.8. Выбор схемотехники и расчет аттенюатора.

Требования к аттенюатору определяются ТЗ:

Rвх > 1 Мом;

Свх < 20 пФ.

4.8.1. Выбор схемотехники аттенюатора.

Аттенюатор реализован по схеме ЧКД с коэффициентами деления 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000. В соответствии с этим была спроектирована схема, представленная на рис. 4.7.

Рис.4.7. Аттенюатор

4.8.2. Определение параметров нагрузки аттенюатора.

Сопротивление нагрузки определяется входным сопротивлением предварительного усилителя.

Емкость нагрузки определяется по формуле:

где СОУ – входная емкость ОУ, пФ;

Сд – емкость диода ограничителя.

СОУ = 4 пФ – оценили путем моделирования в среде Micro-Cap 7;

Сд = 3,7 пФ – значение из технической документации на диод КД522А (см. прил.6).

Сн = 7,7 пФ.

4.8.3. Расчет ЧКД для коэффициента деления 1:1.

Сигнал подается прямо на вход входного каскада. В этом случае входное сопротивление определяется сопротивлением R7 = 1 МОм (малое сопротивление по отношению к входному сопротивлению последующего каскада), а емкость – емкостью нагрузки:

Rвх = 1 МОм;

Свх = 7,7 пФ.

4.8.4. Расчет ЧКД для коэффициента деления 1:10.

Сопротивление R6 определяется выражением:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13