Задачи для самостоятельной работы. 1 Поясните классификацию усилителей на ИМС по их функциональному

Задача 3

Задача 2

Задача 1

Примеры задач до темы лекции 12

Вопросы для самопроверки

1 Поясните классификацию усилителей на ИМС по их функциональному

назначению.

2 Какие требования предъявляются к построению усилителей в интегральном

исполнении?

3 Какие способы включения усилительных элементов применяются в

каскадах предварительного усиления в ИМС?

4 Поясните особенности построения мощных выходных каскадов ИМС.

5 Для чего в усилителях на ИМС применяются каскодные схемы?

6 Какие факторы ограничивают КПД усилителя класса D?

7 Какой тип модуляции применяется в усилителях класса D?

8 Укажите преимущества и недостатки мостовой схемы выходного каскада

усилителя класса D по сравнению с полумостовой.

9 В чем преимущество ШИМ по сравнению с ЧИМ?

10 Какая форма напряжения применяется в двухсторонней ШИМ?

11 Какая модуляция ШИМ применяется в мостовой схеме оконечного

усилителя класса D?

12 Какая модуляция ШИМ применяется в полумостовой схеме оконечного

каскада усилителя класса D?

13 При какой модуляции пульсация тока нагрузки наименьшая?

14 На какую мощность изготовляются усилители класса D?

Необходимо рассчитать все компоненты инвертиру­ющей схемы ТОУ при

Е = +5 В, R_H = 10 кОм, К_обр = 20, f_н > 100 Гц, U_бэ = 0,7 В. Рекомендуемый по паспорту ТОУ зеркальный ток I₃ = 5…100 мкА.

Решение:

1 С учетом рисунок 1.92 и нагрузочной способности предыдуще­го каскада

задаемся зеркальным током, например, выбираем I₃ = 10 мкА.

2 Рассчитываем резистор R₃

R₃ = (Е - U_БЭ) / I₃,

R₃ = (5 -0,7) / 10 ·10^-6 = 430 кОм

Выбираем по ГОСТу R₃ = 430 кОм.

Мощность резистора R₃ равна

Р _R3 = I₃² · R₃,

Р _R3 = (10 ·10^-6)² ·430 10³ = 0,4 10^-4 Вт.

Выбираем стандартное значение R₃ - С2-34- 0,125 -430 кОм ±0,5 %.

3 При U_вых = Е/2 рассчитываем R_ос,

R_ос = (U_ВЫХ0 - U_бэ) / I_з,

R_ос = (2,5 – 0,7) / 10 10^-6 =180 кОм

Выбираем по ГОСТу R_ос = 180 кОм.

Мощность резистора R_ос равна

Р _Rос = I₃² · R_ос,

Р _Rос = (10 ·10^-6)² ·180· 10³ = 0,18· 10^-4 Вт.

Выбираем стандартное значение R_ос - С2-34- 0,125 -180 кОм ± 0,5 %

4 Определяем величину резистора R₁,

R₁ = R_ос / К_ос,

R₁ = 180 · 10³ / 20 = 9,0 кОм.

Выбираем по ГОСТу R₁ = 9,1 кОм.

Мощность резистора R₁ равна

Р _R1 = I₃² · R₁,

Р _R1 = (10 ·10^-6)² ·9· 10³ = 0,091 · 10^-4 Вт.

Выбираем стандартное значение R₁ - С2-34- 0,125 -9,1 кОм ± 0,5 %

5 Определяем разделительную ёмкость для входной цепи С₁

τ₁ = С₁ ·R₁ = 1/ (2π·f_н),

С₁> 1 / 2·π· f_н ·R₁,

С₁ > 1/ 2 ·3.14·100 ·9 10³ = 0,15 мкФ.

Выбираем стандартное значение конденсатора С₁ = 0,15 мкФ

К71- 4 – 0,15мкФ ± 2%.

6 Определяем аналогично разделительную ёмкость С_вых,

τ₂ = С_вых ·R_н = 1/ (2π·f_н),

С_вых> 1 / 2·π· f_н ·R_н,

С_вых > 1/ 2 ·3.14·100 ·10·10³ = 0,15 мкФ.

Выбираем стандартное значение конденсатора С_вых = 0,15 мкФ

К71- 4 – 0,15мкФ ± 2%.

Определите коэффициент заполнения в широтно – импульсной модуляции, если частота следования прямоугольных импульсов f = 20 кГц, а длительность импульсов равна t_и = 3 мкс.

Решение:

1 Определяем период следования импульсов

Т = 1 / f,

Т = 1 / 20 ·10³ = 0,05 мс

2 Определяем коэффициент заполнения

γ = t_и /Т,

γ = 3 ·10^-6 / 50·10^-6 = 0,06.

Скважность S импульсов можно регулировать двумя способами: либо изменением длительности импульса t_и = 2 мс при постоянном периоде Т = 10 мс

(ШИМ), либо изменением периода Т при постоянстве длительности импульса t_и (ЧИМ). Определите основные параметры импульсов.

Решение:

1 Определяем скважность импульсов

S = Т /t_и,

S = 10 ·10^-3 / 2 ·10^-3 = 5

2 Определяем коэффициент заполнения

γ = t_и /Т,

γ = 2 ·10^-3 / 10·10^-3 = 0,2

3 Определяем частоту первой гармоники f₁

f₁ = 1 / Т,

f₁ = 1/ 10 10^-3 = 100 Гц.

Получается спектр дискретный с расстоянием между гармониками составляет

∆f = 100 Гц.

1 Определите коэффициент заполнения в широтно – импульсной модуляции, если частота следования прямоугольных импульсов f = 40 кГц, а длительность импульсов равна t_и = 5 мкс.

2 Скважность S импульсов можно регулировать двумя способами: либо изменением длительности импульса t_и = 5 мкс при постоянном периоде

Т = 20 мкс (ШИМ), либо изменением периода Т при постоянстве длительности импульса t_и (ЧИМ). Определите основные параметры импульсов.

3 Необходимо рассчитать все компоненты инвертиру­ющей схемы ТОУ при

Е = +10 В, R_H = 50 кОм, К_обр = 40, f_н > 20 Гц, U_бэ = 0,7 В. Рекомендуемый по паспорту ТОУ зеркальный ток I₃ = 10 мкА.