Антилогарифмдеуші күшейткіштер

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Аннотация 3
Нормативтік сілтемелер 4
Белгілер мен қысқартулар 5
Анықтамалар 6
Кіріспе 7
1 Логарифмдеуші күшейткіштер 8
1.1 Антилогарифмдеуші күшейткіштер 13
2 Курстық жұмысқа тапсырма 14
3 Функционалдық схеманың сипаттамасы 15
4 Принципиальды схеманы өңдеу 16
4.1 Алдынғы күшейткішті есептеу 17
4.2 Жоғары жиіліктің фильтрін есептеу 18
4.3 Төменгі жиіліктің фильтрін есептеу 19
4.4 Микросхеманы таңдау 21
Қорытынды 24
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 25

Аннотация

Курстық жұмыс Электрондық және өлшеу техникасының практикумы пәнінен жазылған. Курстық жұмыс теориялық және есептік бәлімінен тұрады.
Есептік бөлімінде функционалдық схеманың сипаттамасы, принципиалдық схеманың өндеуі, алдыңғы күшейткішті есептеу, жоғарғы жиіліктің фильтрін есептеу, төменгі жиіліктің фильтрін есептеу және микросхеманы таңдау келтірілген.
Курстық жұмыс Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару кафедрасында жасалынған.
Курстық жұмыс көлемі 26 бет, кестелер саны жоқ, суреттер 7, пайдаланылған әдебиеттер тізімі 6.

Нормативтік сілтемелер

Осы курстық жұмыста келесі нормативтік кұжаттарды қолдануға сілтемелер жасалган:
КР СТ 1.5-2004 Стандарттардың мазмұны, оны түзу, рәсімдеуге қойылатын жалпы талаптар.
МЖМБС 2.104-68 КҚБЖ (ЕСКД). Негізгі жазбалар.
МЖМБС 2.301-68 КҚБЖ (ЕСКД). Форматтар.
МЖМБС 2.601-95 КҚБЖ (ЕСКД). Пайдалану құжаттары.
СМЖ ПР ОҚМУ 7.04-2015 Оқу сабақтары.

Белгілер мен қысқартулар

Осы курстық жұмыста келесі белгілер мен қысқартулар қолданылған:
П - алдыңғы күшейткіш;
ЖЖФ - жоғарғы жиілікті фильтрлеу;
ТЖФ - төменгі жиілікті фильтрлеу;
ОК - операциялық күшейткіш;
УПТ - тұрақты күшейткіш
АЖС - амплитудалық жиіліктік сипаттама
GSM - жүйелеріндегі сигнал таратқыштар
CDMA - кодтық бөлімге бірнеше қол жетімділік
TDMA - уақытты бөлуге бірнеше қол жеткізу

Анықтамалар

Осы курстық жұмыста келесі анықтамалар қолданылған:

Логарифмдеуші күшейткіш - шығыс кернеуі оның кіріс кернеуінің пропорционалына тең болатын күшейткіштің түрі.
Анти-логарифмдік күшейткіш - шығыс кернеуі оның кіріс кернеуінің экспоненциалды функциясына пропорционал болатын күшейткіш.
Диод- 2 электродтан тұратын электронды құрылғы,оның негізгі функциясы тоқты бір бағытта беру кезінде төмен және қара-қарсы бағытта берілетін кезде жоғары қарсылық болып табылады.
Биполярлы транзистор - бұл үш электродты жартылай өткізгіш құрылғы, транзисторлардың бір түрі.
Эмитент түйіні - эмитент пен жартылай өткізгіш құрылғының базалық облыстары арасындағы электрлік түйіспе.
Транзисторлар - бұл электрлік тербелістерді күшейтуге, генерациялауға және түрлендіруге арналған жартылай өткізгіш құрылғылар.
Полярлық (лат. Polaris, басқа грек тілінен Πόλος - айналу осі) - белгілі бір бағыттың болуы, бейнелі мағынада - екі заттың қарсыластығы.
Резистор (латынның резисто, яғни қарсылық дегенді білдіреді) - электрлік кедергінің белгілі немесе өзгермелі мәні бар электр тізбегінің пассивті элементі.
Жоғары жиілікті сүзгі - кесу жиілігінен төмен сигнал жиілігін басу кезінде кіріс сигналының жоғары жиіліктерінен өтетін электронды немесе басқа сүзгі.
Төменгі жиілікті сүзгі - белгілі бір жиіліктен (кесу жиілігінен) төмен сигналдың жиілік спектрін тиімді өткізетін және осы жиіліктен жоғары сигнал жиілігін басатын электрондық немесе кез-келген басқа сүзгі.
Операциялық күшейткіш - бұл дифференциалды кірісі бар тікелей ток күшейткіші және, әдетте, жоғары кірісі бар жалғыз шығыс.
Тұрақты күшейткіш - бұл электрлік сигналдардың күшейткіші, әдетте электронды күшейткіш, оның жиілігі нөлдік жиілікті қамтитын күшейтілген жиіліктер диапазоны.
Баттерворт сүзгісі - бұл электрондық сүзгілердің бірі, оның амплитудалық-жиіліктік реакциясы өткізу жолағының жиілігінде мүмкіндігінше тегіс болатындай етіп жасалған.

Кіріспе

Тақырыбының өзектілігі: Қазіргі таңда күшейткіштер түрлі мақсаттарда жиі қолданылады. Солардың ішінен біз логарифмдеуші және антилогарифмдеуші күшейткіштер жайлы айтамыз. Күшейткіштер арқылы біз кернеу, ток немесе механикалық орын ауыстыру, дыбыстық жиіліктердің ауытқуы, сұйықтық қысымы немесе жарық ағынын күшейте аламыз.
Ғылыми жаңалық: Логарифмдеуші және антилогарифмдеуші күшейткіштер классикалық сызықтық күшейткіштермен салыстырғанда үлкен операциялар кешенін жасай алады және олардың схемалары айтарлықтай ерекшеленеді. Логарифмдеуші күшейткіш күшейту үшін емес, кең динамикалық диапазонды оның децибельді эквивалентіне дейін сығу үшін қолданылады. Оның негізгі мақсаты-сигналды ұсынудың бір аймағынан екіншісіне белгілі бір сызықты емес трансформация арқылы түрлендіру болып табылады. Ал антилогарифмдеуші күшейткіш осы операцияларды кері жүзеге асырады.
Курстық жұмыстың мақсаттары: Логарифмдеуші және антилогарифмдеуші күшейткіш жайлы оқып білу, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері жайлы ақпарат алу. Олардың қазір және болашақта қай салада қажеттілігі туралы айту. Курстық жұмысқа арналған тапсырмалар арқылы айнымалы ток күшейткішінің функционалдық схемасына сүйене отырып алдыңғы күшейткіштін, жоғарғы жиілікті фильтрдің, төменгі жиілікті фильтрдің күшейту коэффициенттерін есептеп, оларға операциялық күшейткішті таңдап алу.
Жұмыстың міндеттері:
- логарифмдеуші және антилогарифмдеуші күшейткіштер жайлы мәлімет алу;
- олардың артықшылығы мен кемшілігін;
- ғылымды дамытуда маңыздылығын;
- екі күшейткіштің қолдану саласын білу;
- айнымалы ток күшейткіштерін зеттеу
-жоғарғы жиілікті фильтрдің, төменгі жиілікті фильтрдің күшейту коэффициенттерін есептеу;
- коэффициентке байланысты операциялық күшейткішті таңдап алу.
Практикалық қажеттілігі: Логарифмдеуші және антилогарифмдеуші күшейткіштердің өлшемдері мен сипаттамаларын білу, оқуда және жұмыста қолдана алу.
Зерттеу объект: Логарифмдеуші күшейткіштер, антилогарифмдеуші күшейткіштер, айнымалы токтағы операциялық күшейткіштер.

1 Логарифмдеуші күшейткіштер

Логарифмдік күшейткіш электронды күшейткіш деп аталады мұндағы шығу кернеуі логарифмге пропорционал енгізу. Мұндай күшейткіштің сипаттамасы амплитудаға сәйкес келеді теңдеу

Uвых = k∙lg(Uвх) (1)

Сығымдау (сығымдау) үшін логарифмдік күшейткіштер қолданылады аналогты сигналдар; көбейту амалдарын орындау. Қолданылады шығуды қалаған кезде детекторлар мен өлшеу жүйелерінде дБ масштабындағы кернеу (дыбыстық құрылғылар, радиотехника және т.б.). Міне LU-ның кейбір қосымшалары: жиілік пен фазадағы қабылдағыштар модуляторлар, сигнал беріктігінің индикаторлары, сигналдарды өңдеу жүйелері радарлар мен ұлғайтқыштар, оптикалық тығыздық өлшегіштер, компонент спектрлі анализаторлар, қуатты бақылау жүйелерін тарату GSM жүйелеріндегі сигнал таратқыштар (Global System for Mobile) Байланыс), CDMA (Кодтық бөлімге бірнеше қол жетімділік - кодты бөлуге бірнеше рет қол жеткізу), TDMA (Time Division) Multiple Access - уақытты бөлуге бірнеше қол жеткізу), және сонымен қатар қабылданған RSSI сигналының көрсеткіші (Алынған сигнал күші) Көрсеткіші). Күшейткіштің сызықты емес амплитудалық жауабы болуы мүмкін кірістегі сызықтық емес элементті қосу арқылы алынған жұмыс күшейткішінің тізбегі (op amp) немесе теріс кері байланыс (OOS). Күшейткіш тізбегін 1 суретте қарастырайық.[1]

Сурет 1. Кері байланыс тізбегінде диод бар логарифмдік күшейткіш

Бұл схемада OOS тізбегі Баспанаға тікелей өткізгіштік диод, жартылай өткізгіш диод кірді сипаттамалары өрнекпен сипатталады:

Ia =I0(eUakmv-1) I0eUakmv (2)

мұндағы Ia - диодтың тікелей тогы,
I0 - диодтың кері тогы,
Uak - бұл анод пен катод арасындағы кернеу,
Φt 26 мВ - p-n түйіспесінің жылу потенциалы,
m - түзету коэффициенті (≈1).
Біз өрнектің логарифмін (2) бастаймыз және U-ге қатысты шештік, біз аламыз:

Uak = mφt∙lnIaI0 (3)

Жұмыс күшейткішінің идеалдылығын ескере отырып, оны жазуға болады Uш = - Uak, а Iос = Iвх = Uвх R. .Орнын ауыстырғаннан кейін келесі өрнекті аламыз:

Uвых = - mφT ∙lnURI (4)

Өрнектің (4) оң жағында m, φТ, R, I0 параметрлері анық көрсетілген форма Uin-ге тәуелді емес, онда біз жаза аламыз:

Uвых = k ∙lnUвх (5)

Осылайша, қарастырылып отырған тізбек логарифмдік күшейткіш болып табылады . Нақты жағдайда түзетудің мәні m факторы диодтың анодтық тогының мәніне байланысты болады, сондықтан кіріс кернеуінің қанағаттанарлық логарифмі қарастырылған схема салыстырмалы түрде тар болса ғана мүмкін болады енгізу диапазоны (2-3 онжылдық ішінде).

Сызықтық емес кері байланыс элементі ретінде пайдаланыңыз транзистор кірудің динамикалық ауқымын кеңейтуге мүмкіндік береді сигнал береді. 2 суретті қарастырайық.

Сурет 2. Кері байланыс тізбегінде транзисторы бар логарифмдік күшейткіш, жерге тұйықталған тізбекке сәйкес қосылады

Берілген логарифмдік күшейткіш тізбегін қарастырыңыз онда сызықтық емес элемент ретінде қолданылады схемаға сәйкес жалпы негізі бар транзистор[2].Бұл тізбек үшін кері байланыс тогы коллекторлық ток болып табылады. Транзистор Ios = Ik, өз кезегінде Ik = α ∙ Ie
мұндағы α - коэффициент
жалпы негізі бар тізбектегі токтың берілуі. Токтың кернеуіне сипаттама
эмитенттік түйін өрнекпен сипатталады:

Iэ = Iэ0(еUбэ\mv - 1) (6)

мұнда, яғни транзистордың эмитенттік тогы,
Ie0 - эмитент түйінінің кері тогы, ол 3-4 реттік мөлшерде болады
аз коллекторлы кері ток.
Берілген (6) өрнек арқылы транзистордың коллекторлық тогы үшін өрнек алынады:

Ik= αIэ0ееUбэmv (7)

Осы теңдеуді Убе (логарифмнен кейін) шешіп,біз келесі формуланы аламыз:

Uбэ = mφlnIkI0-ln∝ (8)

Uout = - Ube және Ik = Iin = Uin R екенін ескерсек, (9) өрнек формуланы құрайды:

Uвых=-mφlnURI-lnα (9)

Әдебиеттерде түзету коэффициенті m және эмиттер ағынын беру коэффициенті керісінше кіріс тогына тәуелділігі көрсетілген, демек (9) өрнегі мүмкін келесідей қайта жазыңыз:

Uвых = γφlnURI (10)

мұндағы: γ - тәуелділік коэффициенті кіру тогы 10-12-ден 10-3 А-ға дейін және шамамен тең. Сондықтан тізбектегі транзисторы бар логарифмдік күшейткіш кері байланыс дәлірек және кең динамикалық диодты күшейткішпен салыстырғанда диапазон. Қарастырылған тізбек ЛК жерге негізі бар транзисторы бар тізбек атауын алды,сонымен қатар, жиі ЛК көрсетілген схемаға сәйкес жасалады. 3 суретте транзисторлық логарифмдік күшейткіш ретінде белгілі диодтың қосылуы көрсетілген.

Сурет 3. Диодты қосу кезінде транзисторы бар логарифмдік күшейткіш

Бұл тізбекте кері байланыс тогы Ioc = Ie эмиттер тогы болып табылады.
Uвых = - Uбэ, Iос= Iвх = Uвх R, және де ескере отырып
Мына өрнекті аламыз:

Uвых = -mφlnURI (11)

Осы тізбектегі пайдалы ток тогының диапазоны 10-9 А-ден10[-3] А-ге дейін.
Натурал мен ондықтың арақатынасы екенін ескеріңіз логарифмдер - тұрақты мән. Сонымен ауысу натурал логарифм ондыққа және керісінше орындалады қарапайым формулаларға сәйкес:
lg (х)≅ 0,4343ln (х);
ln (х) ≅2.303lg (х).
Шығу кернеуі логарифмдік екенін ескеріңіз күшейткіштер - мәні салыстырмалы түрде аз (бұл кернеу pn түйісінде) және ондаған мен жүздегенге дейін милливольт.
1.1 Антилогарифмдеуші күшейткіштер

Антилогарифмдік ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.