Дипломная работа на тему "Проектирование аналоговых электронных устройств"

ГлавнаяФизика → Проектирование аналоговых электронных устройств




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Проектирование аналоговых электронных устройств":


Министерство образования Российской Федерации

ГОУ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ

Дипломная работа по теме:

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Методические указания для студентов всех форм

обучения специальности 200700 - Радиотехника

Екатеринбург 2001

ВВЕДЕНИЕ

Курсовое проектирование является завершающим этапом изучения курса "Схемотехника аналоговых электронныхустройств".

В процесс е курсового проектирования студент должен закрепить, расширить и углубить знания, полученные при изучении курса, а также развить навыки самостоятельной работы.

Основная задача курсового проектирования - научить студентов:

1. Анализировать технические задания, самостоятельно подбирать техническую литературу по разрабатываемому устройству.

2. Самостоятельно выбирать и обосновывать структурнуюсхему устройства, критически оценивать возможность, целесообразность и необходимость применения современной интегральной микросхемотехники.

3. Выполнять электрический расчетсхем каскадов на транзисторах и интегральных микросхемах.

4. Использовать современные методы автоматизированного проектирования устройств.

5. Оформлять техническую документацию по результатам проектирования.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Задание на проектирование аналогового устройства выдается индивидуально каждому студенту (или группе студентов) и содержит технические параметры АУ, который должен быть спроектирован (ТЗ), содержание и форму представления отчетного материала, сроки проектирования.

Темы курсового проектирования могут предполагать также типовую процедуру проектирования с усиленной исследовательской частью (реальный курсовой проект).

Техническое задание на типовой проект аналогового устройства, как правило, включает:

1.Назначение аналогового устройства.

2.Входные данные (входное сопротивление Rвх, параметры входного сигнала; входное напряжение Uвх, диапазон входного воздействия и др.).

3.Выходные данные (сопротивление и емкость нагрузки Rн, Сн, параметры выходного сигнала: величина и полярность выходного напряжения и др.).

Заказать дипломную - rosdiplomnaya.com

Новый банк готовых оригинальных дипломных проектов предлагает вам приобрести любые работы по желаемой вами теме. Мастерское написание дипломных проектов на заказ в Ростове-на-Дону и в других городах России.

4.Допустимые искажения сигналов (полоса пропускания и искажения на верхних fв и нижних fн граничных частотах Мв, Мн, время установления импульса tуст, спад плоской вершины импульса D, величина выброса d и др.)

5.Эксплуатационные параметры (диапазон рабочих температур, напряжение питания Еп, потребляемая мощность Рп).

6.Конструктивно-технологические требования (вес, габариты, элементная база).

В качестве типового проекта предлагаются следующие аналоговые устройства:

1.Усилители измерительного устройства (табл.2.1, варианты 1-10).

2.Импульсные усилители (табл.2.2, варианты 11- 45).

3.Широкополосные усилители (табл.2.3, варианты 46 - 70).

4.Селективные усилительные устройства (табл.2.4, варианты 71- 80).

5.Устройства аналоговой обработки сигналов на ИМС (табл.2.5, варианты 81- 90).

6.Устройства для улучшения качества воспроизведения звуковых программ (табл.2.6, варианты 91- 100).

8. Усилители мощности звуковой частоты (табл.2.7, варианты 101- 110).

9.Усилители низкой частоты аппаратуры записи и воспроизведения звуковых сигналов (варианты 111- 120):

--------------------------------------------------
111  - | канал записи магнитофона 0 группы сложности |
---------------------------------------------------------
112  - | канал воспроизведения магнитофона 0 группы сложности |
---------------------------------------------------------
113  - | канал записи магнитофона 1 группы сложности |
---------------------------------------------------------
114  - | канал воспроизведения магнитофона 1 группы сложности |
---------------------------------------------------------
115  - | канал записи магнитофона 2 группы сложности |
---------------------------------------------------------
116  - | канал воспроизведения магнитофона 2 группы сложности |
---------------------------------------------------------
117  - | канал записи магнитофона 3 группы сложности |
---------------------------------------------------------
118  - | канал воспроизведения магнитофона 3 группы сложности |
---------------------------------------------------------
119  - | канал записи магнитофона 4 группы сложности |
---------------------------------------------------------
120  - | канал воспроизведения магнитофона 4 группы сложности |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Таблица 2.1

Техническое задание на проектирование усилителей измерительного устройства

--------------------------------------------------
Параметры № п. п. | 1.    | 2.    | 3.    | 4.    | 5.    | 6.    | 7.    | 8.    | 9.    | 10.    |
---------------------------------------------------------
Тип усилителя | Усилитель для милливольтметра переменного тока | Усилитель вертикального отклонения к осциллографу |
---------------------------------------------------------
Граничные частоты (по уровню 3дБ) |

FH, гц

| 5 | 10 | 20 | 20 | 15 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 |
---------------------------------------------------------

FB, гц

| 5 | 2,5 | 10 | 25 | 15 | 5 | 10 | 5 | 25 | 15 |
---------------------------------------------------------

Коэффициент усиления К0

|

104

|

105

|

2х103

| 100 |

103

| 50 | 50 | 100 | 50 | 100 |
---------------------------------------------------------

Стабильность К0,%

| 1 | 0,5 | 2 | 1 | 2 | 5 |
---------------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.
Регулировка усиления

|

Ступенчатая от макс. К0 по 6 дБ на деление

|

СКП 1, 2, 5, 10, 20, 50

ИДР 20 дБ

|
---------------------------------------------------------
Характер нагрузки |

RH, кОм

| 2 | 1 | 2 | 1 | 5 | Трубка 6Л03И | Трубка 8Л05И |
---------------------------------------------------------

CH, пФ

| 100 | 50 | 100 | 50 | 100 |
---------------------------------------------------------
Требования к входным параметрам |

RВХ, кОм

| 1 | 500 | 1 | 1 | 100 |

1000

50

|
---------------------------------------------------------

CВХ, пФ

| 25 | 50 | 50 | 50 | 30 |
---------------------------------------------------------

Максимальное выходное напряжение UВЫХ, В

| 2 | 1 | 2 | 1 | 5 | ±25 В |
---------------------------------------------------------

Напряжение питания ЕП, В

| +12,6 | В | В | +6,3 | В | В |
---------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Примечания: 1. Механические и климатические требования установить не хуже требований, принятых для переносной аппаратуры.

2. СКП 1, 2… ступенчатая с коэффициентом передачи 1, 2…, П - плавная, ДР - диапазон регулировки, В – параметр выбирается по усмотрению исполнителя.

Таблица 2.2

Техническое задание на проектирование импульсных усилителей

--------------------------------------------------
№ п. п. | Назначение | Сигнал | Внутреннее. сопр. ист. сигнала, Ом | Входное сопр. усилителя, Ом | Выход | Сопротивление нагрузки, Ом | Емкость нагрузки, пФ |

Коэффициент усиления К0

|

Нестабильность К0, %

| Регулировка усиления, дБ | Диапазон рабочих температур | Напряжение питания | Примечание |
---------------------------------------------------------
ЭЛС (напр.), мВ | Полярность | Длительность, мкс | Время уст., мкс | Напряжение, В | Полярность | Время установл., мкс | Выброс, % | Спад вершины, % |
---------------------------------------------------------
1    | 2    | 3    | 4    | 5    | 6    | 7    | 8    | 9    | 10    | 11    | 12    | 13    | 14    | 15    | 16    | 17    | 18    | 19    | 20    | 21    |
---------------------------------------------------------
11.    | В | 20 | + | 1-5 | 0,1 | 100 | - | 10 | ± | 0,2 | 1 | 2 | 300 | 20 | - | - | П-20 | 10+50 | В | ВС |
---------------------------------------------------------
12.    | В | 2,5 | - | 0,3 | 0,05 | 50 | - | 1 | + | 0,12 | 2 | 2 | 75 | 26 | - | - | П-20 | 10+55 | В | - |
---------------------------------------------------------
13.    | В | 0,3 | + | 1-300 | - |

102-105

| - | 0,6 | + | 0,15 | 1 | - | 50 | 30 | - | - | У | В | 6,3 | - |
---------------------------------------------------------
14.    | В | 1-40 | ± | 0,8-6 | - | - |

3x103

| 2 | ± | 0,25 | B | B |

2x102

| 10 | - | - | С-30 | В | В | - |
---------------------------------------------------------

15.  Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| П |

0,1-102

| + | 0,5-10 | 0,05 | - |

5x104

| 0,2 | + | 0,25 | B | B |

102

| 10 | - | - |

С-60

П-20

| 10+60 | 6,3 | - |
---------------------------------------------------------
16.    | П | 1-10 | + |

1-104

| 0,05 | 75 | - | - | - | 0,15 | - | - |

2x102

| 10 | 100 | 2 | П-20 | 10+50 | В | - |
---------------------------------------------------------
17.    | П | 2-20 | - | 2-10 | - |

10-104

| - | - | - | 0,3 | 1 | 2 | 500 | 30 | 300 | 2 | В | 10+50 | В | - |
---------------------------------------------------------
18.    | П | 10-500 | ± | 0,2-5 | - | - |

104

| - | ± | 0,05 | - | 1 |

3x102

| - | 20 | 0,15 | У | -30+60 | В | - |
---------------------------------------------------------
19.    | О | 100 | + | 0,7 | 0,05 | 500 | - | 20 | ± | 0,12 | 1 | 3 |

105

| - | - | - | У | 20+50 | В | ВС |
---------------------------------------------------------
20.    | О | 200 | - | 2 | 0,1 |

103

| - | 30 | ± | 0,2 | 2 | 2 |

2x105

| - | - | - | П-20 | 10+45 | В | ВС |
---------------------------------------------------------
21.    | О | 10 | ± | 1-400 | - | - |

105

| 2,5 | ± | 0,25 | 3 | 5 | 500 | 20 | - | - |

С-20

П-15

| 15+50 | В | ВС |
---------------------------------------------------------
22.    | Р | 0,2-100 | + | 0,4 | - | 400 | - | 0,5 | + | 0,12 | B | B | 300 | 1 | - | - | В | В | 6,3 | - |
---------------------------------------------------------
23.    | Р |

0,5-102

| - | 0,7 | - |

103

| - | 2 | + | 0,15 | B | B |

102

| 25 | - | - | П-60 | В | В | - |
---------------------------------------------------------
24.    | Р | 10-300 | + | 0,25 | - | 300 | - | 1 | + | 0,05 | 1 | 3 | 800 | 100 | - | - | В | -40+60 | В | - |
---------------------------------------------------------
25.    | Т | 0,3 | + | 0,4 | - | 200 | - | 0,2 | - | 0,06 | B | B | 30 | 5 | - | - | У | -20+60 | 6 | - |
---------------------------------------------------------
26.    | Т | 0,1 | - | 10 | - | - |

2x105

| 0,15 | - | 0,5 | B | 2 | 500 | 10 | - | - | У | 0+50 | +3-5 | - |
---------------------------------------------------------
27.    | Т | 4 | ± | 3 | - | 500 | - | 16 | ± | 0,3 | 3 | B | 1000 | 300 | - | - | П-20 | -30+50 | В | - |
---------------------------------------------------------
28.    | Т | 30 | + | 20 | 4,0 |

2x105

| - | 10 | - | 6 | - | 10 |

103

| 10 | - | - | П-16 | -50+60 | В | ВС |
---------------------------------------------------------
29.    | В | 15 | + | 1,5 | 0,2 | - | 750 | 5 | - | 0,3 | 1 | - | 400 | 100 | - | - | У | В | В | - |
---------------------------------------------------------
30.    | В | 4 | - | 1 | 0,1 |

103

| - | 4 | - | 0,2 | - | 3 | 50 | 20 | - | - | У | В | В | - |
---------------------------------------------------------
31.    | Р | 1-200 | - | 0,6 | 0,03 | 50 | - | 1-3 | + | 0,09 | 2 | 3 | 350 | 25 | - | - | В | -40+60 | В | - |
---------------------------------------------------------
32.    | И | 0,5-50 | + | 1-50 | - | - |

104

| - | + | 0,15 | 1 | 1 | 2 | 15 | 400 | 1 | С-36 | -10+50 | В | - |
---------------------------------------------------------
33.    | В | 2-60 | + | 1,1 | - | 100 | - | 1-4 | + | 0,2 | 1 | 2 | 75 | 20 | - | - | В | -40+60 | В | - |
---------------------------------------------------------
34.    | Т | 1-40 | - | 10 | 0,2 | 400 | - | - | + | 0.35 | - | 5 | 100 | 50 | 150 | - | В | -20+40 | В | - |
---------------------------------------------------------
35.    | О | 0,7-100 | ± | 0,6-100 | - |

50-103

| - | - | ± | 0,16 | 2 | 2 | 500 | 20 | 200 | - |

С-46

П-10

| В | В | ВС |
---------------------------------------------------------
36.    | Р | 2-250 | + | 0,8 | 0,05 | 400 | - | 1-3 | - | 0,1 | 1 | 4 | 250 | 20 | - | - | В | -40+60 | В | - |
---------------------------------------------------------
37.    | И | 1-200 | - | 0,3-30 | - | - |

5x103

| - | - | 0,1 | 1 | 1 |

3x103

| 10 | 50 | 0,5 | С-40 | -10+50 | В | - |
---------------------------------------------------------

38.  Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| В | 3-100 | - | 0,8-1000 | - | - |

4x103

| - | + | 0,2 | 1 | 2 |

103

| 25 | 300 | 1 | В | 10+50 | В | - |
---------------------------------------------------------
39.    | Т | 5-50 | + | 0,2 | 600 | - | - | - | 0,3 | - | - | 700 | 20 | 500 | - | В | -10+35 | В | - |
---------------------------------------------------------
40.    | О | 0,2-100 | ± | 0,7-10 | - | - |

3x103

| 2-6 | ± | 0,18 | 1 | 2 | 200 | 20 | - | - | В | 0+50 | В | ВС |
---------------------------------------------------------
41.    | И | 2,5-300 | ± | 1-45 | - | - |

104

| - | - | 0,2 | - | - | 600 | 20 | 30 | 0,3 | 0+50 | В | - |
---------------------------------------------------------
42.    | Т | 4-50 | + | 1,5 | 0,05 | 300 | - | - | - | 0,15 | 2 | 1 | 150 | 30 | 80 | - | ±6 | -40+60 | В | - |
---------------------------------------------------------
43.    | Т | 5 | - | 1-20 | 0,08 | 350 | - | 7 | + | 0,2 | - | - | 200 | 20 | - | - |

±6

±6

|

-40+60

-50+50

|

В

В

|

-

-

|
---------------------------------------------------------
44.    | О | 0,1-100 | ± | 0,8-20 | - | - |

2,5x103

| 0,3-1 | ± | 0,22 | 1 | 1 | 300 | 15 | - | - | ±6 | 0+50 | В | ВС |
---------------------------------------------------------
45.    | Р | 0,3-80 | + | 0,85 | 0,05 | 400 | - | 0,5-2 | - | 0,15 | 1 | - | 400 | 18 | - | - | 50 | -40+60 | В | - |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Примечания: В – выбрать самостоятельно; И – измерительный; О – осциллографический; Р – радиолокационный; Т – телеметрия, общего назначения, С – ступенчатая, П – плавная, У – установочная; ± 6дБ; ВС – выход симметричный, допускается асимметрия 10%.

Таблица 2.3

Техническое задание на проектирование широкополосного усилительного устройства

--------------------------------------------------

п. п.

|

UВЫХ, В,

эфф.

|

RH, Ом

|

CH, пФ

|

EГ, В, эфф.

|

RГ, Ом

| Полоса частот | Частоты искажения |

Нелинейные искажения,

%

|

Регулировка усиления,

DР, дБ

|

Максимальная температура окруж. среды

град. Цельсия

|
---------------------------------------------------------

fH, Гц

|

fВ, Гц

|

МH, дБ

|

МВ, дБ

|
---------------------------------------------------------
46.    | 20 |

106

| 10 | 0,2 | 50 | 20 | 5 | 3 | 3 | 8 | СП 20 | 60 |
---------------------------------------------------------
47.    | 5х2 |

2х106

| 20 | 0,05 | 100 | 50 | 4 | 3 | 3 | 6 | П 10 | 50 |
---------------------------------------------------------
48.    | 10 |

105

| 12 | 0,02 | 75 | 30 | 3 | 3 | 3 | 5 | СП 40 | 50 |
---------------------------------------------------------
49.    | 8х2 |

106

| 20 | 0,1 | 50 | 20 | 4 | 3 | 3 | 6 | СП 40 | 80 |
---------------------------------------------------------
50.    | 5х2 |

2х104

| 16 | 0,05 | 75 | 50 | 3 | 3 | 3 | 5 | П 10 | 50 |
---------------------------------------------------------
51.    | 25х2 |

2х105

| 10 | 0,2 | 50 | 26 | 4 | 3 | 3 | 6 | СП 40 | 50 |
---------------------------------------------------------
52.    | 12 |

2х106

| 10 | 0,1 | 100 | 30 | 4 | 3 | 3 | 10 | П 10 | 75 |
---------------------------------------------------------
53.    | 15х2 |

106

| 16 | 0,1 | 50 | 50 | 5 | 3 | 3 | 8 | СП 30 | 50 |
---------------------------------------------------------
54.    | 10 |

105

| 20 | 0,1 | 100 | 20 | 5 | 3 | 3 | 5 | П 10 | 40 |
---------------------------------------------------------

55.  Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 6 |

2х105

| 20 | 0,05 | 50 | 30 | 3 | 3 | 3 | 6 | СП 30 | 45 |
---------------------------------------------------------
56.    | 10 |

106

| 12 | 0,1 | 75 | 20 | 6 | 3 | 3 | 8 | СП 20 | 70 |
---------------------------------------------------------
57.    | 20 |

106

| 10 | 0,2 | 50 | 50 | 5 | 3 | 3 | 10 | СП 25 | 65 |
---------------------------------------------------------
58.    | 8х2 |

105

| 8 | 0,1 | 50 | 30 | 4 | 3 | 3 | 8 | СП 40 | 80 |
---------------------------------------------------------
59.    | 5 |

106

| 20 | 0,05 | 100 | 40 | 4 | 3 | 3 | 4 | СП 30 | 80 |
---------------------------------------------------------
60.    | 5 | 100 | 500 | 0,05 | 50 | 100 | 10 | 3 | 3 | 5 | СП 20 | 80 |
---------------------------------------------------------
61.    | 10 |

5х103

| 100 | 0,02 |

103

|

103

| 5 | 3 | 3 | 7 | СП 40 | 80 |
---------------------------------------------------------
62.    | 12 |

105

| 10 | 0,1 | 50 | 25 | 5 | 3 | 3 | 8 | СП 25 | 60 |
---------------------------------------------------------
63.    | 20х2 |

2х106

| 20 | 0.1 | 100 | 40 | 3 | 3 | 3 | 10 | СП 35 | 50 |
---------------------------------------------------------
64.    | 7х2 |

105

| 20 | 0,05 | 50 | 30 | 6 | 3 | 3 | 4 | СП 30 | 70 |
---------------------------------------------------------
65.    | 14х2 |

106

| 10 | 0,1 | 50 | 50 | 3 | 3 | 3 | 10 | СП 30 | 40 |
---------------------------------------------------------
66.    | 6 |

105

| 14 | 0,05 | 100 | 40 | 4 | 5 | 3 | 5 | СП 20 | 35 |
---------------------------------------------------------
67.    | 11х2 |

106

| 15 | 0,2 | 50 | 20 | 5 | 3 | 3 | 8 | СП 20 | 50 |
---------------------------------------------------------
68.    | 18х2 |

106

| 20 | 0,3 | 100 | 100 | 4 | 3 | 3 | 10 | СП 15 | 60 |
---------------------------------------------------------
69.    | 4 |

105

| 16 | 0,02 | 75 | 50 | 5 | 3 | 3 | 5 | СП 30 | 80 |
---------------------------------------------------------
70.    | 10 | 50 | 1000 | 0,02 | 50 |

106

| 5 | 3 | 3 | 10 | П 40 | 70 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Примечания: 1. Регулировка: П – плавная, СП – ступенчатая.

2. Представление выходного напряжения UВЫХ=25х2 означает, что выход симметричный (допустимая асимметрия до 20%).

Таблица 2.4

Техническое задание на проектирование селективного усилительного устройства

--------------------------------------------------

п. п.

|

UВЫХ, В

|

RH, Ом

|

CH, пФ

|

EГ, В

|

RГ, Ом

|

f01,

кГц

|

f02,

кГц

|

f03,

кГц

|

Df1,

кГц

|

Df2,

кГц

|

Df3,

кГц

| Регулировка усиления, дБ |
---------------------------------------------------------
71.   | 5 |

5х103

| 50 | 0,05 | 100 | 100 | 250 | - | 10 | 20 | - | П 20 |
---------------------------------------------------------
72.   | 10 |

2,5х103

| 100 | 0,1 |

104

| 150 | 200 | 300 | 50 | 20 | 30 | СП 30 |
---------------------------------------------------------
73.   | 7 | 50 | 100 | 0,05 | 50 | 500 | 700 | - | 100 | 50 | - | П 15 |
---------------------------------------------------------
74.   | 5х2 |

103

| 200 | 0,05 | 75 | 80 | 180 | - | 20 | 40 | - | СП 20 |
---------------------------------------------------------
75.   | 10х2 |

1,5х103

| 150 | 0,05 | 150 | 50 | 150 | 200 | 10 | 30 | 20 | СП 35 |
---------------------------------------------------------
76.   | 6 |

2,5х103

| 50 | 0,08 |

103

| 120 | 160 | 200 | 20 | 20 | 10 | П 20 |
---------------------------------------------------------
77.   | 8х2 |

3х103

| 150 | 0,08 | 50 | 400 | 500 | - | 50 | 20 | - | СП 15 |
---------------------------------------------------------
78.   | 20 |

103

| 30 | 0,2 |

103

| 450 | 700 | - | 100 | 200 | - | СП 25 |
---------------------------------------------------------
79.   | 2х2 |

104

| 50 | 0,01 |

2х103

| 75 | 150 | 300 | 30 | 50 | 80 | П 15 |
---------------------------------------------------------
80.   | 12 | 100 | 500 | 0,1 | 500 | 30 | 75 | 120 | 20 | 35 | 40 | П 20 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.
Примечание: Крутизна ската фильтров по согласованию с руководителем проекта, но менее ± 40 дБ/декада

Таблица 2.5

Устройства аналоговой обработки сигналов на ИМС

--------------------------------------------------

вар.

| Вычисляемая формула |

Ег1,

В

|

f1,

кГц

|

Rг1,

кОм

|

Ег2,

В

|

f2,

кГц

|

Rг2,

кОм

|

Ег3,

В

|

fг3,

кГц

|

Rг3,

кОм

|

Т,

ms

| Примечание |
---------------------------------------------------------
81.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 1,5 | 30 | 1 | 2 | 60 | 0,05 | 5 | - | 1 | 100 |

Ег3- «+»

|
---------------------------------------------------------
82.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 0,5 | 120 | 0,05 | 1 | 120 | 0,05 | 0,05 | 120 | 1 | 10 |
---------------------------------------------------------
83.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 0,3 | 300 | 0,75 | 0,5 | 200 | 0,05 | 5 | 100 | 0,05 | 50 |
---------------------------------------------------------
84.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 5 | 10 | 0,05 | 0,2 | - | 0,05 | 0,05 | - | 10 | 100 |

Ег2 – «+»

Ег3 – « - »

|
---------------------------------------------------------

85.  Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

|

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 0,5 | 100 | 10 | 0,2 | 100 | 10 | 0,05 | - | 0,05 | 50 |

Ег3- «+»

|
---------------------------------------------------------
86.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 1 | 500 | 0,05 | 0,5 | 500 | 100 | 0,5 | - | 0,05 | - |

Ег2 – «-»

Ег3 – « +»

|
---------------------------------------------------------
87.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 0,05 | - | 100 | 0,1 | 500 | 0,05 | 0,05 | - | 100 | - |

Ег1 – «+»

Ег3 – « +»

|
---------------------------------------------------------
88.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 0,5 | - | 0,05 | 0,2 | - | 10 | 1,5 | 300 | 1 | 10 |

Ег1 – «+»

Ег2 – « - »

|
---------------------------------------------------------
89.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 2 | 100 | 10 | 0,5 | 200 | 0,075 | 0,05 | - | 10 | 500 |

Ег3 – « +»

|
---------------------------------------------------------
90.    |

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 1 | 200 | 0,05 | 0,1 | - | 0,05 | 0,5 | - | 1 | 50 |

Ег2 – «+»

Ег3 – « - »

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Примечание: Сигналы, для которых в графе "f" стоит прочерк, являются постоянными напряжениями с полярностью, указанной в графе "Примечание".

Таблица 2.6

Устройства для улучшения качества воспроизведения звуковых программ

--------------------------------------------------
№ вар. | Тип устройства |

UВХ,

В

|

RВХ,

кОм

|

RВЫХ,

кОм

|

UВЫХ,

В

|

FН,

кГц

|

FВ,

кГц

| Дополнительные сведения |
---------------------------------------------------------
91.    | Графический эквалайзер | 0,05 | 10 | 1 | 1 | 31,5 | 16 |

Октавный, число полос – 10,

глубина регулировки ± 30 дБ

|
---------------------------------------------------------
92.    | Графический эквалайзер | 1 | 10 | 1 | 1 | 31,5 | 16 |

1/3 октавный, число полос – 30,

глубина регулировки ± 18 дБ

|
---------------------------------------------------------
93.    | Графический эквалайзер | 0,05 | 10 | 1 | 1 | - | - |

5 полосовых фильтров с F0 =100 Гц, 330 Гц, 1 кГц, 3,3 кГц, 10 кГц. Q = 2, глубина регулировки ± 15 дБ

|
---------------------------------------------------------
94.    | Графический эквалайзер | 0,1 | 47 | 0,05 | 1 | 31,5 | 16 |

Октавный, число полос – 10,

глубина регулировки ± 20 дБ

|
---------------------------------------------------------
95.    | Графический эквалайзер | 0,05 | 47 | 0,05 | 1 | 31,5 | 16 |

1/3 октавный, число полос – 30,

глубина регулировки ± 12 дБ

|
---------------------------------------------------------
96.  | Параметрический эквалайзер | 0,01 | 10 | 1 | - | - | - |

3 фильтра – ФНЧ, ФВЧ, ПФ,

FСР ФНЧ = 100 Гц…1 кГц, КФНЧ = 2…10

FСР ФВЧ = 3,3 кГц…10 кГц, КФВЧ = 2…10

FПФ = 1 кГц, Q = 2, КПФ = 2…10

|
---------------------------------------------------------
97.    | Параметрический эквалайзер | 0.1 | 100 | 0.05 | - | - | - |

6 полосовых фильтров с F0 =20 Гц, 100 Гц,

300 Гц, 1 кГц, 3.3 кГц, 10кГц, 16кГц,

диапазон перестройки F0 - ±20% Q = 0,5…2, глубина регулировки ± 20 дБ

|
---------------------------------------------------------
98.    | Параметрический эквалайзер | 0,05 | 47 | 1 | - | - | - |

3 фильтра – ФНЧ, ФВЧ, ПФ,

FСР ФНЧ = 20 Гц…100 Гц, КФНЧ = 2…10

FСР ФВЧ = 10 кГц…16 кГц, КФВЧ = 2…10

FПФ = 1 кГц…10 кГц, Q = 1,4; КПФ = 2…10

|
---------------------------------------------------------
99.    | Шумоподавитель | 1 | 100 | 1 | 1 | 16 | 20 |

Тип компандерный Dolby – B.

Динамический диапазон – 84 дБ.

Коэффициент сжатия – 0.5.

|
---------------------------------------------------------
100.  | Шумоподавитель | 1 | 47 | 0.05 | 1 | 40 | 18 |

Тип компандерный Dolby – B.

Динамический диапазон – 90 дБ.

Коэффициент сжатия – 0.2.

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Таблица 2.7

Усилители мощности звуковой частоты

--------------------------------------------------
№ вар. |

FН,

КГц

|

FВ,

кГц

|

UВХ НОМ,

В

|

UВЫХ НОМ,

В

|

РВЫХ НОМ,

Вт

|

UВЫХ MAX,

В

|

PВЫХ MAX,

Вт

|

RН,

Ом

|

Kг,

%

| КПД% | Примечание |
---------------------------------------------------------
101.  | 40 | 18 | 0,1 | 20 | 50 | 25 | 80 | 8 | 0,1 | 60 |
---------------------------------------------------------
102.  | 20 | 20 | 1 | 10 | 25 | 15 | 50 | 4 | 0,05 | 50 |
---------------------------------------------------------
103.  | 40 | 16 | 0,1 | 30 | 100 | 40 | 200 | 8 | 0,5 | 70 |
---------------------------------------------------------
104.  | 20 | 22 | 1 | 10 | 12,5 | 20 | 50 | 8 | 0,01 | 50 |
---------------------------------------------------------
105.  | 40 | 20 | 0,02 | 8 | 15 | 12 | 30 | 4 | 0,02 | 60 |
---------------------------------------------------------

106.Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

| 60 | 16 | 0,1 | 6 | 0,1 | 8 | 0,2 | 300 | 1 | 70 |
---------------------------------------------------------
107.  | 16 | 22 | 0,5 | 20 | 0,4 | 30 | 1 | 1000 | 0,01 | 50 |
---------------------------------------------------------
108.  | 20 | 40 | 1 | 10 | 6 | 15 | 12,5 | 16 | 0,5 | 70 |
---------------------------------------------------------
109.  | 40 | 20 | 0,1 | 20 | 100 | 25 | 150 | 4 | 0,1 | 60 |
---------------------------------------------------------
110.  | 16 | 40 | 0,5 | 20 | 25 | 25 | 40 | 16 | 0,02 | 60 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Таблица 2.9

Основные параметры кассетных магнитофонов

--------------------------------------------------
Параметр | Норма по группе сложности |
---------------------------------------------------------

0

высшая

| 1 | 2 | 3 | 4 |
---------------------------------------------------------
Коэффициент детонации, %, не более | ± 0,08 | ± 0,12 | ± 0,2 | ± 0,35 | ± 0,4 |
---------------------------------------------------------
Частотный диапазон, Гц, не уже | 2..20000 | 31,5..18000 | 40..14000 | 63..10000 | 63..10000 |
---------------------------------------------------------
Отношение сигнал - шум, дБ, не менее | 60 | 56 | 54 | 48 | 46 |
---------------------------------------------------------
Коэффициент гармоник, %, не более | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,0 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Студенты заочной формы обучения выбирают вариант задания на курсовой проект в соответствии с последними двумя цифрами номера зачетной книжки.

Вариант задания студентов дневной и вечерней форм обучения выдается преподавателем, ведущим курсовое проектирование, во время плановых консультаций.

Студенты всех форм обучения могут выполнять реальный курсовой проект. Реальный курсовой проект может включать следующие разделы:

-  обоснование актуальности рассматриваемого вопроса,

-  теоретическое исследование,

-  цифровое моделирование,

-  макетирование и экспериментальное исследование.

Конкретное содержание реальных проектов определяется преподавателем индивидуально с каждым студентом (или группой студентов).

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ И ЭТАПЫ ПРОКТИРОВАНИЯ 1.1 Общие положения

Задачу проектирования аналоговых устройств (АУ) рекомендуется решать на основании следующих принципов:

1.Стремление выполнить требования ТЗ.

2.Стремление выполнить ТЗ наилучшим образом в соответствии с критериями оптимальности. АУ должно быть простым, дешевым, надежным (минимум активных элементов), с минимальным потреблением мощности, долговечным.

3.Использовать опыт предшествующих разработок, известные решения, аналоги, использовать известные методы расчета и анализа.

4.Идти последовательно, от ТЗ к структуре АУ, далее к принципиальной схеме, ее расчету и сравнению ее параметров с требованиями ТЗ.

5.Применять универсальные приемы (обратные связи, корректирующие цепи).

1.2 Основные этапы

Все эти принципы конкретизируются в оптимальной процедуре проектирования аналоговых устройств, включающих следующие этапы:

1. Анализ и доработка технического задания, включающая выбор неуказанных в ТЗ параметров исходяиз назначения, анализа источников.

2. Эскизное проектирование, целью которого является синтез структуры АУ, варианта (вариантов) и определение требований к отдельнымузлам

3. Электрический расчет величин элементов АУ и выбор их типов.

4. Расчет результирующих характеристик и параметров и проверкаих соответствия требованиям технического задания.

5. Оптимизация (исправление) принятых решений в соответствии с ТЗ и критериями оптимизации.

6. Разработка конструкции АУ.

7. Оформление технической документации.

1.3  Краткое содержание основных этапов 1.3.1 Эскизное проектирование

Цель эскизного проектирования - синтез структуры АУ, варианта (вариантов) и определение требований к определенным каскадам АУ.

Рекомендуется следующая процедура эскизного проектирования:

1.Изучение аналогов.

2.Анализ и доработка ТЗ.

3.Выбор элементной базыАУ

4.Выбор конкретных типов микросхем или транзисторов, определение режима их работы, параметров.

5.Выбор типов входного, выходногои промежуточного каскадов и блоков.

6.Определение числа каскадов.

7.Выбор схемы вспомогательных цепей (регулировка параметров и характеристик и т. д.).

8.Определение необходимости применения обратных связей, цепей коррекции.

9.Распределение параметров и искажений между каскадами.

10.  Разработка функциональной схемы АУ.

11.  Составление варианта (вариантов) схемыАУ.

12.  Сопоставление вариантов принципиальных схем по критериям оптимальности.

1.3.2 Электрический расчет базового варианта принципиальной схемы АУ

Расчет принципиальнойсхемы АУ проводится покаскадно, исходя из определенных на этапе эскизного проектирования требований к каждому каскаду. Процедура расчета типовых аналоговыхсхем хорошо формализована и изложена в литературе. На этом этапе величинынекоторых элементов каскада приходится выбирать, а остальные - рассчитывать. Расчетные значения величин элементов должны быть округлены в соответствии с ГОСТом и ТУ на изделия.

1.4 Рекомендации по проектированию устройств аналоговой обработки сигнала

АУ характеризуется рядом технических показателей. В зависимости от того, какие из показателей считают основными, формулируются требования к проектированию АУ и выбираются способы их технической реализации. К основным показателям относятся: коэффициент усиления, амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики, переходные характеристики, коэффициент нелинейных искажений, уровень помех, чувствительность, устойчивость, входное и выходное сопротивления. Спроектированное устройство должно удовлетворять определенному сочетанию упомянутых показателей.

При проектировании АУ и отдельных их звеньев с учетом приведенных качественных показателей целесообразно классифицировать их следующим образом: 1) усилители постоянного тока; 2) усилители низкой частоты; 3) широкополосные усилители; 4) импульсные усилители; 5) частотно-избирательные усилители; 6) усилители сигналов большой интенсивности; 7) усилители высокой чувствительности; 8) аналоговые устройства на базе усилителей.

Каждый из перечисленных типов АУ имеет отличительные особенности.

Классификация аналоговых устройств

Усилители постоянного тока (УПТ) — широкийкласс усилителей, способных усиливать сигналы, начиная с нижней граничной частоты fн = 0. Это достигается осуществлением связей с источником сигнала и с нагрузкой, а также межкаскадных связей с помощью резисторов, диодов, транзисторов без применения разделительных конденсаторов и трансформаторов, не способных передавать напряжение при f → 0. Верхнюю граничную частоту fв УПТ обычно выбирают исходя из технических требований на устройство, в которых они применены, в целом.

В микроэлектронике УПТ удобно использовать в качестве составных частей ряда сложных устройств и систем. УПТ в интегральном исполнении компактны, дешевы, обладают достаточно устойчивыми качественными показателями и при проектировании аналоговых и различных функциональных устройств могут рассматриваться в качестве базового усилительного прибора.

Усилители низкой частоты (УНЧ) - устройства, предназначенные для усиления переменных составляющих сигнала в диапазоне от заданной нижней граничной частоты fн > 0 до некоторой верхней граничной частоты fв. Обычно для усилителей этого типа отношение fв/ fн =102105.

Широкополосные усилители (ШУ) являются устройствами, усиливающими сигналы в широком диапазоне от заданной граничной нижней частоты fн до некоторой верхней граничной частоты fв. При этом fв может достигать нескольких десятков мегагерц. Основное требование к ШУ - обеспечение равномерного усиления сигнала в широком диапазоне частот с заданным коэффициентом усиления. Для создания ШУ необходимо применять высокочастотные аналоговые приборы, принимая при этом специальные меры по расширению (коррекции) полосы пропускания.

Импульсные усилители (ИУ) предназначены для усиления импульсных сигналов. Эти усилители по своему устройству практически не отличаются от широкополосных. Однако их проектирование имеет некоторые особенности.

Частотно-избирательные (селективные) усилители (ЧИУ) применяют там, где из совокупности принимаемых сигналов необходимо выделить только сигналы, занимающие определенный участок спектра частот. Полосу частот, в которой сигналы усиливаются, называют полосой пропускания (прозрачности). Полосу частот, в которой сигналы подавляются, называют полосой заграждения (задержания). В зависимости от взаимного расположения полос пропускания и заграждения различают следующие виды усилителей: нижних частот, верхних частот, полосовые пропускающие, полосовые заграждающие.

При современном развитии техники и технологии ЧИУ строят безприменения индуктивных элементов. Это связано как с использованием инфранизких частот, так и со стремлением к микроминиатюризации и повышению надежности аппаратуры. Поэтому непрерывно развивается область их применения, использующая избирательные активные RС - цепи. В дальнейшем будут рассматриваться ЧИУ на базеактивных RС - цепей (фильтров) с сосредоточенными параметрами,

Усилители сигналов большой интенсивности(усилители мощности) предназначены для усиления сигналов, амплитуды которых соизмеримы с раствором вольтамперных характеристик. К таким усилителям можно отнести выходные каскады ШУ и усилители мощности. В последнем случае основное требование, предъявляемое к таким усилителям, - создание больших мощностей при малых нелинейных искажениях. Построение усилителей сигналов большой интенсивности связано с решением противоречивой задачи: наиболее полного использования УП по напряжению, току или мощности и снижения возникающих при этом нелинейных искажений.

Усилители высокой чувствительности усиливают сигналы малой интенсивности (0,01 мкВ - 10 мВ). Основная задача, которую необходимо решать при их проектировании, - обеспечение заданного отношения сигнал/шум, приведенного к определенному участку цепи. Поэтому наряду с обеспечением заданного коэффициента усиления и полосы пропускания, большое внимание уделяется расчету общего уровня шумов на выходе устройства.

Аналоговые устройства на базе операционных усилителей представляют собой обширный класс различных функциональных устройств, построенных, в основном на базе операционных усилителей. При этом те или иные функциональные зависимости между выходными и входными сигналами реализуются цепями обратной связи. К таким устройствам можно отнести масштабные усилители, сумматоры, интеграторы, умножители и др.

Рекомендации по проектированию

При проектировании аналоговых устройств решают ряд задач, связанных с составлением схемы, наилучшим образом удовлетворяющей поставленным требованиям, с расчетом этой схемы на основании выбранных параметров и режимов работы ее элементов. При построении принципиальной схемы УП выбирают, исходя из заданных требований. Одновременно с выбором УП решается задача о способееговключения и типе используемых обратных связей.

После этого следует распределить усиление и допустимые искажения по каскадам, т. е. определить структуру аналогового устройства. Поскольку введение ООС уменьшает уровень искажений, снижая одновременно коэффициент усиления, вопрос о целесообразности ее применения решается в каждом отдельном случае.

После определения структуры АУ производят покаскадный расчет его элементов, обеспечивающих заданные внешние качественные показатели. При этом выбирают режим работы УП и осуществляют его расчет по постоянному току, после чего проводят расчет необходимых внешних характеристик АУ.

Перечисленные этапы присутствуют в том или ином виде при проектировании различных типов аналоговых устройств.

В настоящее время широкое развитие получают методы проектирования АУ с помощью ЭВМ. Это, в первую очередь, относится к проектированию аналоговых устройств в интегральном исполнении.

Однако первый этап машинного проектирования представляет собой ручное проектирование и содержит перечисленные ранее этапы. В результате возникает разработанная структурная схема с рассчитанными на основе приближенных решений отдельными значениями ее элементов. Этот этап является основным творческим этапом в процессе машинного проектирования.

При проектировании различных типов АУ в соответствии с приведенной ранее классификацией ставятся конкретные задачи, и решение их определяется теми основными требованиями, которые должны быть реализованы. По отношению к рассмотренным типам АУ эти требования, в общем, формулируются следующим образом.

Усилители постоянного тока. Несмотря на то, что в настоящее время отечественная промышленность выпускает УПТ в виде ИМС общего применения, определенный интерес представляет проектирование УПТ в дискретном виде. Умение рассчитывать и анализировать работу УПТ позволяет спроектировать усилитель, отвечающий заданным требованиям, которые не всегда могут быть реализованы с помощью промышленных ИМС. Кроме того, знание принципов построения и расчета УПТ дает возможность разобраться в принципах построения ИМС УПТ и является необходимым на этапе ручного проектирования при создании новых ИМС.

Основным недостатком УПТ является дрейф нуля, характеризующийся изменением режима работы отдельных участков схемы по постоянному току из-за влияния дестабилизирующих факторов и воспринимаемый на выходе устройства как ложный сигнал.

Для уменьшения дрейфа нуля первые каскады УПТ строят по симметричной дифференциальной схеме. В качестве УП чаще используют биполярные транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Если необходимо получить высокое входное сопротивление в первом каскаде УПТ, применяют полевые транзисторы.

В общем случае УПТ может содержать nкаскадов, но наибольшее распространение получили трехкаскадные схемы. Структурная схема УПТ, типичная при реализации его в интегральном исполнении, представлена на рисунке.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Структурная схема УПТ

Первым каскадом является дифференциальный усилитель (ДУ), который для минимизации ошибок, связанных с дрейфом нуля, работает в режиме малых токов и имеет, поэтому малый коэффициент усиления по напряжению. Следующий каскад - усилитель напряжения (УН), который имеет высокий коэффициент усиления и осуществляет сдвиг уровня постоянного напряжения на некоторую величину, обеспечивая тем самым нулевое напряжение на выходе при отсутствии сигнала на входе УПТ. Оконечный каскад (ОК) формирует необходимую величину выходного сигнала и обеспечивает малое выходное сопротивление усилителя.

В данном курсовом проекте необходимость применения УПТ может понадобиться при проектировании усилителей для некоторых вариантов измерительных устройств (табл. 2.1).

При проектировании УПТ на ИМС общего применения необходимо осуществить выбор ИЛ1С, произвести расчет или подбор цепей, корректирующих АЧХ с целью получения устойчивого коэффициента усиления при заданной верхней граничной частоте.

Усилители низкой частоты. Первые каскады УНЧ работают при сравнительно слабых сигналах и называются каскадами предварительного усиления. Их основное назначение - повышение уровня сигнала для обеспечения работы выходного каскада. Выходные каскады работают при высоком уровне сигнала и являются, как правило, усилителями мощности. Усилители мощности относятся к усилителям сигналов большой интенсивности, и их проектирование имеет свои особенности.

Проектирование предварительных каскадов УНЧ осуществляют аналогично проектированию ШУ. При этом расчеты упрощаются, так как на низких частотах параметры используемых УП характеризуются не комплексными, а действительными величинами.

Широкополосные усилители. При расчете ШУ обычно задают номинальный коэффициент усиления К0 , верхнюю и нижнюю граничные частоты fв и fв при заданных коэффициентах частотных искажений Mн и Mв, стабильность коэффициента усиления в диапазоне изменения температур окружающей среды.

Предварительный расчет ШУ состоит в выборе типа УП, ориентировочном определении числа каскадов и приближенном распределении по каскадам частотных искажений так, чтобы суммарная их величина не превосходила заданную. Как правило, каскады предварительного усиления выполняют идентичными.

Обычно частотные искажения по каскадам распределяют равномерно. Иногда целесообразно распределить искажения неравномерно по каскадам, что позволяет ослабить требования к одному из них, чаще всего к оконечному.

Схему питания каскадов выбирают исходя из заданной стабильности и диапазона изменения температур. При ориентировании на интегральное исполнение ШУ стремятся исключить из схемы индуктивные элементы, конденсаторы и резисторы с большими номиналами.

Импульсные усилители. Основное внимание при проектировании ИУ обращается на сохранение формы усиливаемого сигнала. Специфическими искажениями являются искажения формы импульса, характеризующиеся временем нарастания фронта tф, выбросом и спадом вершины а. Расчет ИУ проводят, как правило, во временной области методом переходных характеристик, но может быть использован и частотный метод.

При проектировании ИУ частотным методом используют известные соотношения, связывающие tф и а с граничными частотами fв и fн. Практически указанные соотношения справедливы как для некорректированных, так и для корректированных каскадов. Это позволяет проектировать. ИУ как ШУ с заданными граничными частотами.

Частотно-избирательные (селективные) усилители. Отличительной особенностью проектирования этого класса устройств является то, что технические требования задают не только на параметры в полосе пропускания (fн, fв, Mн и Mв), но и на параметры в полосе заграждения (fз и Мз).

Проектирование таких усилителей связано с отысканием аппроксимирующей функции, которая с необходимой точностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к частотной характеристике ЧИУ. На основе выбранной аппроксимирующей функции производят схемотехнический синтез ЧИУ путем использования усилителей с обратными связями различного типа, а также методов аналоговой вычислительной техники.

Усилители сигналов большой интенсивности (усилители мощности). В рассматриваемых усилителях вследствие высокого уровня сигналов используют транзисторы повышенной мощности, потребляющие от источника питания большую энергию. Поэтому большое значение приобретает высокая экономичность, т. е. лучшее использование транзистора по напряжению и току, что связано с возрастанием нелинейных искажений. В частности, отмеченные противоречивые требования удается удовлетворить при построении усилителя по двухтактной схеме с использованием транзисторов в режиме класса В или АВ.

К особенностям расчета данных усилителей следует отнести: выбор схем, необходимость использования графических методов определения режима работы транзисторов, введение усредненных параметров, расчет нелинейных искажений и др.

Усилители высокой чувствительности. При проектировании усилителей высокой чувствительности с малым уровнем входного сигнала производят выбор усилительного прибора и схемы, расчет элементов схемы, обеспечивающих необходимые передаточные характеристики и стабильность работы. Однако на каждом из этих этапов необходимо учитывать такое специфическое требование, как обеспечение малого уровня внутренних шумов.

Аналоговые устройства на базе усилителей. Проектирование устройств аналоговой обработки сигнала базе усилителей предполагает использование ИМС операционных усилителей (ОУ) с внешними обратными связями. Поэтому одна из важнейших задач, которую решают при проектировании наряду с выбором ИМС, — это обеспечение точности воспроизведения заданной функции и устойчивости работы устройства. Основные погрешности, возникающие при моделировании функциональных зависимостей, связаны с неидеальностью ОУ. Поэтому при выборе типа ОУ необходимо исходить из заданных требований, согласовывая их с характеристиками ОУ. Более подробно это рассмотрено в следующем подразделе.

1.5 Особенности проектирования аналоговых устройств на интегральных схемах

Проектирование аналоговых устройств на интегральныхсхемах с точки зрения последовательности и содержания этапов проектирования не отличается от проектирования аналоговых устройствна дискретных элементах, однако, имеет ряд особенностей.

1.Отсутствие у разработчика сведений о структуре, параметрах и режимах работы интегральных усилителей.

Сведения, приводимые в паспорте на микросхему, как правило, не отражают особенности ее работы в различных режимах. Поэтому разработчику радиотехнических устройств на интегральных схемах необходимо обязательно изучать ГОСТы, ТУ, РТМ и другую техническую документацию, выпускаемую на микросхемы.

2.Широкое использование обратных связей в аналоговых устройствах на интегральных схемах.

Обратная связь играет особую роль в реализации аналоговых устройств. Основу интегральных схем составляют операционные усилители, имеющие большую избыточность по основному параметру - коэффициенту усиления. Применение обратной связи позволяет за счет уменьшения коэффициента усиления увеличивает полосу пропускания, входное и выходное сопротивления, стабильность характеристик, а также улучшать другие параметры усиления. Применение нелинейных обратных связей дает возможность разработать устройства с требуемым видом амплитудной характеристики.

3.Другие критерии сопоставления проектных решений на этапе эскизного проектирования. Все варианты, выработанные на этапе эскизного проектирования, удовлетворяют любым электрическим параметрам, требуемым техническим заданием на АУ. Критерий их сравнения включает в себя дополнительно эксплуатационные и технические параметры. При проектировании транзисторных усилителей в качестве критерия обычно выступает требование минимизации количества транзисторов в схеме. При использовании интегральных микросхем - минимум операций настройки АУ. Это смещение критерия происходит потому, что при применении дешевых, надежных высококачественных интегральных АУ именно этими параметрами определяются общая стоимость, надежность, технологичность аналогового устройства.

1.6 Использование машинных методов проектирования

Автоматизированное проектирование является неотъемлемым этапом разработки современных радиоэлектронных устройств (РЭУ).

В настоящее время существует достаточно много пакетов прикладных программ, позволяющих осуществить, как полный цикл автоматизированного проектирования РЭУ, так и различные его этапы в раздельности.

Например, такие пакеты как PSpice, Micro-CAP, Electronics Workbench предназначены только для моделирования принципиальных схем. Системы типа PCAD, ACCEL EDA (PCAD для Windows) предназначены только для проектирования печатных плат.

За последнее время появились интегрированные САПР, позволяющие реализовать, так называемую сквозную систему проектирования электронных устройств, включающую в себя графический ввод схем, их моделирование, разработку печатных плат и выпуск технической документации для их изготовления. К ним относятся системы типа OrCAD, DesignLab, Dr. Spice 2000 A/D 8.2 (совместно с системой ACCEL EDA 13.0) и др.

Рассмотрим вкратце возможности некоторых версий перечисленных выше пакетов прикладных программ, которые могут быть использованы для автоматизированного проектирования устройств, разрабатываемых в данном курсовом проекте.

PSpice является пакетом схемотехнического моделирования аналоговых радиоэлектронных схем (РЭС), разработан фирмой Microsim. PSpice позволяет анализировать аналоговые РЭС с количеством узлов до 9999.

PSpice выполняет 8 видов анализа РЭС:

1) расширенный анализ на постоянном токе при развертке значений входного источника тока или напряжения (карта. DC);

2) вычисление рабочей (статической) точки (карта. ОР). Используя эту рабочую точку, можно проводить следующие виды анализа;

3) вычисление коэффициента передачи в режиме малого сигнала (карта. TF);

4) вычисление чувствительности на постоянном токе (карта. SENS);

5) вычисление полного и собственного шума (карта. NOISE);

6) вычисление частотной характеристики (карта. АС);

7) вычисление переходной характеристики (карта. TRAN);

8) используя переходную характеристику, вычисляет амплитуды гармоник с помощью Фурье преобразования (карта. FOUR).

Программный комплекс системы PCAD включает в себя взаимосвязанные пакеты программ и отдельные программы, образующие систему сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры.

Система PCAD позволяет выполнять следующие проектные операции:

- создание условных графических обозначений элементов принципиальной электрической схемы (УГО) и их физических образов (конструктивов);

- графический ввод чертежа принципиальной электрической схемы и конструктивов проектируемого устройства;

- математическое моделирование цифровых электронных устройств, в том числе программируемых логических матриц;

- одно - и двустороннее размещение разногабаритных элементов с планарными и многослойными контактными площадками на поле ПП с печатными и навесными (вырубными) шинами питания в интерактивном и автоматическом режимах;

- ручную и автоматическую трассировку печатных проводников произвольной ширины в интерактивном режиме (число слоев 1...32);

- размещение межслойных переходов;

- автоматизированный контроль результатов проектирования ПП на соответствие принципиальной электрической схеме и конструкторско-технологическим ограничениям;

- автоматическую коррекцию электрической принципиальной схемы по результатам размещения элементов на ПП (после эквивалентной перестановки компонентов или их выводов);

- полуавтоматическую корректировку разработанной ПП по изменениям, внесенным в принципиальную электрическую схему;

- выпуск конструкторской документации (чертеж принципиальной схемы, деталировочный и сборочный чертежи) и технологической информации (фотошаблоны и файлы данных для сверления отверстий с помощью станков с ЧПУ) на проектируемую ПП.

Аналоговые и смешанные аналого-цифровые устройства моделируются с помощью отдельной программы PSpice версий 4 и 5 фирмы "MicroSim Corp.", которая интегрируется с системой PCAD [11]. Кроме того, возможно подключение к ней более совершенных программ моделирования цифровых устройств CADAT, DDL и др.

Наиболее популярная версия системы PCAD - версия 4.5, характеризуется следующими возможностями.

Табл.3.1

--------------------------------------------------
Параметры | Значение |
---------------------------------------------------------
Максимальное количество компонентов на плате | 1300 |
---------------------------------------------------------
Максимальное количество типов компонентов | 800 |
---------------------------------------------------------
Максимальное количество связей | 2500 |
---------------------------------------------------------
Максимальное количество выводов компонентов | 32767 |
---------------------------------------------------------
Максимальные размеры печатной платы: |
---------------------------------------------------------
в метрической системе, мм | 1524х1524 |
---------------------------------------------------------
в английской системе, дюйм | 60х60 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Micro-CAP (Micro computer circuit Analysis Program) семейство программ схемотехнического моделирования на персональных компьютерах фирмы Spectrum Software. Наибольший интерес представляют Micro-CAP IV (февраль 1992 г.), Micro-CAP V, версия 1.0 (август 1995 г.) и Micro-CAP V, версия 2.0 (август 1997 г.)

В Micro-CAP IV используются надежные вычислительные алгоритмы SPICE 2G.6, полная совместимость с пакетом PSpice, как по принятым моделям электрорадиокомпонентов, так и по текстовому описанию схемы. Имеется исчерпывающая встроенная помощь и возможность задания функциональных зависимостей параметров схемы как функций времени, токов ветвей и узловых потенциалов. Однако управляющая оболочка не очень удобна,

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Проектирование аналоговых электронных устройств". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 667

Другие дипломные работы по специальности "Физика":

Электроснабжение завода продольно-строгальных станков

Смотреть работу >>

Математическое моделирование пластической деформации кристаллов

Смотреть работу >>

Электроснабжение фермы КРС на 800 голов в ОАО "Петелино" Ялуторовского района Тюменской области с обеспечением нормативных условий надежности

Смотреть работу >>

Электроснабжение судоремонтного завода

Смотреть работу >>

Повышение надежности электроснабжения потребителей н. п. Орлово Армизонского района Тюменской области с выбором оборудования на ПС 110/10 кВ "Орлово"

Смотреть работу >>