Rвх = 1 МОм;

Свх = 7,7 пФ.

         4.8.4. Расчет ЧКД для коэффициента деления 1:10.

         Сопротивление R6 определяется выражением:

где     К – заданный коэффициент передачи;

         Rвх – входное сопротивление ЧКД, кОм;

К = 0,1;

Rвх = 1000 кОм.

R6 = 100 кОм.

         Т.к. входное сопротивление есть сумма сопротивлений R5 и R6, то сопротивление R5 можно вычислить по формуле:

R5 = 900 кОм.

         Из ряда номинальных значений E96 выберем сопротивления R5 и R6:

R5 = 909 кОм;

R6 = 102 кОм.

         Емкость С5 – подстроечная и принимает значения:

С5 = 4..20 пФ.

         Из условия частотной компенсации вычислим емкость С6:

где     С5* - среднее значение емкости С5, пФ;

         Сн – емкость нагрузки, пФ.

С5* = 12 пФ.

Сн = 15 пФ.

С6 = 91,9 пФ.

         Выберем емкость из ряда значений с допуском +-5%:

С6 = 82 пФ.

         Проверим выполнение требований к входным параметрам:

         Входное сопротивление:

Rвх = R5 + R6 = 1,011 МОм

         Входная емкость:

Свх = 1/(1/С5 + 1/(С6+Сн)) = 10,7 пФ.

         4.8.5. Расчет ЧКД для коэффициента деления 1:100.

         Сопротивление R4 определяется выражением:

где     К – заданный коэффициент передачи;

         Rвх – входное сопротивление ЧКД, кОм;

К = 0,01;

Rвх = 1000 кОм.

R4 = 10 кОм.

         Т.к. входное сопротивление есть сумма сопротивлений R3 и R4, то сопротивление R3 можно вычислить по формуле:

R3 = 990 кОм.

         Из ряда номинальных значений E96 выберем сопротивления R5 и R6:

R3 = 1000 кОм;

R4 = 10,2 кОм.

         Емкость С3 – подстроечная и принимает значения:

С3 = 4..20 пФ.

         Из условия частотной компенсации вычислим емкость С6:

где     С3* - среднее значение емкости С3, пФ;

         Сн – емкость нагрузки, пФ.

С3* = 12 пФ.

Сн = 15 пФ.

С4 = 1,161 нФ.

         Выберем емкость из ряда значений с допуском +-10%:

С4 = 1,2 нФ.

         Проверим выполнение требований к входным параметрам:

         Входное сопротивление:

Rвх = R3 + R4 = 1,010 МОм

         Входная емкость:

Свх = 1/(1/С3 + 1/(С4+Сн)) = 11,9 пФ.

4.8.6. Расчет ЧКД для коэффициента деления 1:1000.

         Сопротивление R2 определяется выражением:

где     К – заданный коэффициент передачи;

         Rвх – входное сопротивление ЧКД, кОм;

К = 0,001;

Rвх = 1000 кОм.

R2 = 1 кОм.

         Т.к. входное сопротивление есть сумма сопротивлений R1 и R2, то сопротивление R1 можно вычислить по формуле:

R1 = 999 кОм.

         Из ряда номинальных значений E96 выберем сопротивления R5 и R6:

R1 = 1000 кОм;

R2 = 1,02 кОм.

         Емкость С1 – подстроечная и принимает значения:

С1 = 4..20 пФ.

         Из условия частотной компенсации вычислим емкость С6:

где     С1* - среднее значение емкости С1, пФ;

         Сн – емкость нагрузки, пФ.

С1* = 12 пФ.

Сн = 15 пФ.

С2 = 1,749 нФ.

         Выберем емкость из ряда значений с допуском +-10%:

С2 = 10 нФ.

         Проверим выполнение требований к входным параметрам:

         Входное сопротивление:

Rвх = R1 + R2 = 1,001 МОм

         Входная емкость:

Свх = 1/(1/С1 + 1/(С2+Сн)) = 12 пФ.

         4.10. Расчет диодного ограничителя.

         Для предотвращения подачи на вход высокого напряжения, способного вывести из строя весь УВО перед предварительным усилителем ставится диодный ограничитель, схема которого представлена на рис. 4.8.

Рис. 4.8. Диодный ограничитель

         Для реализации схемы был выбран диод КД522А, параметры которого приведены в прил.6. Для работы диодного ограничителя вводится ограничивающее сопротивление R1 (см. рис. 4.8), которое рассчитывается по формуле:

                                      ,                                                       (73)

где     Uвхmax – максимально возможное входное напряжение, В;

Uотк – напряжение открытия диода, В;

         Iдmax – максимальный ток диода, мА.

Uвхmax = 20 В – берем из ТЗ;

Uотк = 1В;

Iдmax = 100 мА – берем из технических характеристик диода (см. прил.6).

R1 = 190 Ом.

Выберем значение сопротивления R1 из ряда номинальных значений Е96:

R1 = 196 Ом.

         4.11. Расчет элементов питания ЭЛТ.

Схема питания ЭЛТ представлена на рис.4.9.

Рис. 4.9. Схема питания ЭЛТ

         Выберем ток отрицательной цепи на порядок больше тока катода:

Iотр = 5 мА.  

Исходя из данных на ЭЛТ (см. прил.1) получили следующие значения сопротивлений:

R1=10 кОм – 0,25Вт –выделяемая мощность;

R2=4 кОм(E24) – 0,1 Вт;

R3 = 47 кОм(Е24) – 1,175 Вт;

R4 = 33 кОм – 0,825 Вт.  

         Выберем ток положительной цепи на порядок больше тока пятого анода:

Iпол = 2 мА.

Исходя из данных на ЭЛТ (см. прил.1) получили следующие значения сопротивлений:

R5 = 180 кОм (E24) – 0,72 Вт;

R6 = 220 кОм – 0,88 Вт;

R7 = 200 кОм (E24) – 0,8 Вт.

         4.12. Моделирование УВО в среде Micro-Cap 7.

Схема УВО была составлена в системе Micro-Cap 7, что представлено на рис.4.10.

Рис.4.10. Схема УВО в среде Micro-Cap 7

Смоделированная АЧХ представлена на рис.4.11.

Рис.4.11. АЧХ спроектированного УВО

Для проведения временного анализа использовался генератор с параметрами заданного по ТЗ сигнала. Результат моделирования представлен на рис.4.12.

Рис. 4.12. Временной анализ УВО

Рис. 4.13. Переходная характеристика

         Как видно из рис.4.13. время нарастания в режиме большого сигнала составляет:

tф = 31 нс.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

         В результате работы в соответствии с ТЗ был разработан УВО. Для выполнения требований ТЗ был проведен обзор научно-технической документации с целью подпора современных подходящих компонентов. Спроектированная схема усилителя была смоделирована в среде Micro-Cap 7. При этом была проведена проверка работоспособности усилителя.

         Спроектированный УВО продуман с точки зрения удобства использования. Предусмотрены подстроечные компоненты, при помощи которых осуществляется настройка схемы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКЕ 11ЛО3И

         Электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением луча, гашением луча системой бланкирующих пластин для визуальной регистрации электрических сигналов с частотой до 300 МГц.

         Конструктивное исполнение – в стеклянной оболочке с диаметром горловины 50 мм. Экран плоский, прямоугольный с диагональю 11 см, зеленого цвета свечения. Выводы штырьковые. Масса прибора не более 0,55 кг.

Основные данные

Электрические режимы эксплуатации

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ТРАНЗИСТОРУ BF257

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ТРАНЗИСТОРУ 2SC3597

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ОУ LM7171A_NS

Параметры ОУ LM7171A_NS при напряжении питания ±15В