Как рассчитать коэффициенты усиления (дБ) и полосу пропускания на УПЧ с ФСС на основе его АЧХ (Altium Designer)?

То есть полосой считать такой диапазон

Нет. Минус 3 - от максимума, а не по абсолютной шкале.

но по сути совпадало бы

Да, можно было сразу вычитать. Не рассмотрел, что график - уже в дБ.

P.S. Ну и сам ФСС оставляет желать лучшего.

spoiler

• Учтена ли магнитная связь L4 и L5?
  
• C13, на мой взгляд, - великоват.
  
• R14 - маловат.
  

Насколько эффективен простой сетевой фильтр?

Результат симуляции классического Г-образного фильтра. Для эффективного подавления резонанса - сопротивление демпфирующего резистора понадобилось снизить вообще по 10 Ом. Расплата - худшее подавление на частотах выше резонансной.



В промышленных "пилотах", дроссели могут быть и на общем сердечнике (тококомпенсированные) и подавляют они другой тип помех. Я как-то даже не соображу сразу, какую схему для симуляции сделать...

Так-что, проще купить готовый и забыться.

Почему отказались от оператора GoTo в высокоуровневых языках?

В силу своей ограниченности - я не мог залезть в доки всех процессоров. Поэтому, я был вынужден смягчить квантор всеобщности в своём утверждении.
Наверное, возможен процессор без jump.

Почему ток коллектора отличается от рассчитаного?

Может и Протез врёт... ток базы получился почти вдвое ниже. Поставьте вольтметр между базой и эмиттером, сколько там вольт?

Почему ток коллектора отличается от рассчитаного?

Хотите стабилизировать/задавать ток транзистором или резистором R2 (Rc)?
Для первого случая - неверна схема и не подходит транзистор.
Для второго - посмотрите в datasheet hfe и Vce sat для режима насыщения и пересчитайте резисторы R1 (Rb) и R2 (Rc).

Внезапно: модели компонентов могут содержать ошибки и, в общем случае, не моделируют разброс параметров.

Как расчитать падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер?

ток коллектора = h21e * ток эммитера.

ток коллектора = h21e * ток базы.

Почему светодиод тускнеет вместо выключения?

kalapanga, mordo445 +1. Наверное что-то вроде

подсказка

pinMode(switch_pin, PULL_UP)

должно быть.

Почему амплитуда колебаний генератора не совпадает с предельной амплитудой усиленного сигнала?

Если была бы нужда в спектральной чистоте сигнала, то работа в линейной области внесла бы свою лепту.

Что означает такая схема?

См. ответ kalapanga и точки на "проводах".
За "фритцинг", конечно, - сжигать надо. На медленном огне из проводов в ПХВ изоляции.

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

Это в любом учебнике по полупроводникой схемотехнике расписано. Хоть в "Искусство схемотехники" Хоровица и Хилла, хоть у Титце и Шенка, хоть где.
Ток коллектора, например, Q13 практически равен (чуть меньше) току коллектора Q12. Причём:

• Вне зависимости от температуры;
  
• С небольной зависимостью от напряжения на коллекторе Q13. Т.е. с высоким выходным сопротивлением и его легко моно увеличить в десятки раз;
  
• От одного Q12 можно запитать несколько выходных транзисторов;
  
• Точно так же - делается на полевых транзисторах.
  

В чем преимущество полевого транзистора перед биполярным, простыми словами?

НЯЗ:
Делают слаботочные полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом (JFET, типа КП103 и КП303). Характеристи у них - тоже нелинейные, но для "управляемого резистора" неплохо линеаризуются парой внешних резисторов.

В симуляторах - упоминаются MESFET (высокочастотные?), но не знаю, в чём отличие от остальных.

В чем преимущество полевого транзистора перед биполярным, простыми словами?

Остаётся развить мысль о высоких частотах - ёмкость затвора требуется перезаряжать так часто, что входной импеданс может упасть до величин, сравнимых с биполярными транзисторами.
И добавить, что параметры "максимальное напряжение на закрытом MOSFET" и "сопротивление открытого MOSFET" - антагонисты. При напряжениях более киловольта на один транзистор - сопротивление открытых MOSFET становится так велико, что биполярные транзисторы и тиристоры имеют целесообразность.

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

uA741 был разработан Dave Fullagar из Fairchild в 1968 году как ответ на LM101 (Bob Widlar, NSC, 1967).

В LM101 Видлар устранил недостатки предыдущих усилителей, связанные с защёлкиванием при выходе входных напряжений за допустимые границы, маленьким допустимым диапазоном входных дифференциальных напряжений и сложностью частотной коррекции.
Для первого и второго - были использованы p-n-p транзисторы Q3 и Q4 (вся нумерация - по схеме 741 из этой темы), с высоким пробивным напряженим эмиттер-база, включенные с общей базой ("горизонтальные" p-n-p транзисторы имеют из рук вон плохие частотные характеристики - схема ОБ позволяет выжать из них всё возможное). Получился дифференциальный каскад с управлением разностью эмиттерных токов. Для того, чтобы уменьшить входные токи ИМС до приемлемых значений - в эмиттеры дифкаскада включены эмиттерные повторители Q1 и Q2. Так 4 транзистора формируют собственно входной дифкаскад. Q5-Q7 - нагрузка дифкаскада в виде "токового зеркала". Таким образом в точке соединения коллекторов Q4 и Q6 мы получаем токовый выход первого каскада усиления ИМС.
Дальше - второй каскад усиления с общим эмиттером на Q18 и Q17 с нагрузкой в виде источника тока Q13. Он охвачен ООС через C1, превращающей его в интегратор и обеспечивающей полную частотную компенсацию. Т.е. ИМС не возбуждается при коэффициенте усиления равном 1.
На выходе - двухтактный эмиттерный повторитель Q14 и Q20, обеспечивающий низкое выходное сопротивление. Q16 (wing spreader) задаёт начальное смещение выходных транзисторов, для устранения искажений типа "ступенька".
Q15 и Q19 - защита от превышения выходных токов.
R5 - задает рабочий ток второго каскада через "зеркало" Q12 и Q13.
Суммарный ток ветвей дифкаскада стабилизируется ООС через токовое зеркало Q8 и Q9. Его значение определяется отношением их размеров, а также отношением размеров Q10 и Q11 и сопротивлением R4.

Итого: Фуллагар добавил C1, Q8-Q11, выкинул некоторые изыски Видлара и, ценой некоторого ухудшения параметров, но серьёзного упрощения применения, - получил "рабочую лошадку", которая сотнями тысяч производится и покупается через 55 лет после разработки.

Пересказ по Walter G. Jung, "OP AMP APPLICATIONS", раздел H "Op Amp History", глава 4 "IC Op Amps", стр. 52-55.

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

Возможно нагло с моей стороны, но вы могли бы рассказать, что за что в это усилителе отвечает?

Хотите прочитать по-английски или мой пересказ?

Ну хотя, может чуть-чуть сигнал растягивается, но я думаю, это не тот эффект, которого вы ждали

Вполне тот. И тот же, что тут.
Это задание можно рассматривать как узел широтно-импульсного модулятора. Сравнивается "пила" на инвертирующем входе с некоей "уставкой" на неинвертирующем. На выходе - ШИМ сигнал с частотой "пилы" и заполнением (скважностью) пропорциональным "уставке".

Вот два варианта работы схемы. Сверху - с уровнями напряжений как в задании. При малых значениях уставки - переключеные выхода происходит не в моменты равенства напряжений на входах, а в моменты перехода "пилы" через уровень около 2 вольт. Это ошибка возникает из-за "не авторизованного" запирания ветви транзисторов 2 и 4.
Снизу - с отцентрированными относительно половины напряжения питания. Сигнал на выходе - правильный.

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

8-(
Система должна была бы предупреждать о не подсоединённом выводе...
Ну и посмотрите, что при разных уровнях "постоянного" напряжения (1-4 В).

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

Шлите. Но Альтиума у меня нет, а в LTSpice такая схема работает вполне ожидаемо.

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

Сдаюсь. При среднем напряжении на входах более 2 В и разнице между входами 10 мВ у меня всё показывает как и должно быть.

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

На осциллограмме в первом ответе для MVV (https://habrastorage.org/webt/66/04/78/66047875a36...) - всё правильно. Вход ОУ перегружен, поэтому нет никаких импульсов на выходе. Если зададите уровни постоянного напряжения на втором входе выше 2 В

источник постоянного напряжения в диапазоне от 1В до 4.5В

- импульсы появятся.

Подсказок - уже достаточно. Не знаю, как дальше объяснить.
По горизонтали - напряжение источника V1. Разными цветами - напряжение на выходе при разных напряжениях источника V2.


P.S. Нормальную работу с входными такими сигналами можно обеспечить двумя путями:

• Сместить их диапазон в допустимый для ОУ. В схемах с "однополярным" питанием широко применяется смещение на середину питающего напряжения. В данном случае диапазон "постоянного" сигнала станет от 2,75 до 6,25 В, а диапазон "пилы" - от 2 до 7 В.
  
• Использовать ОУ (компаратор) с более широким допустимым диапазоном входных напряжений. Например - LM358 (LM393).
  

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

https://pastebin.com/CNsYLBsg

Не то, там и в заголовках - "Protel". Двумя строчками выше в выпадающем списке - "PCAD netlist". Или "ORCAD netlist".
Примерно такой вид я ожидаю увидеть при импорте:
Q1 N001 in+ N007 0 NP
Q2 N001 in- N008 0 NP
Q5 N010 N009 N008 0 PN
Q6 N012 N009 N007 0 PN
R1 N017 Vss 1K
R2 N015 Vss 50K
R3 N018 Vss 1K
.....
.....

Как добиться прямоугольного сигнала через ОУ LM741 в Altium Designer 2021?

Картинки с текстом, конечно же, - не подходят.
Попробуйте PCAD netlist. Через https://web.habrastorage.org/ или какой-нибудь pastebin. Соцсети - нет.

Подсказка 2

В модели этого ОУ от National Semiconductor - токи ветвей дифференциального каскада (Q1, Q3, Q5 и Q2, Q4, Q6) составляют 50 мкА. Если напряжение на обеих входах упадёт ниже 1,5 В, то обе ветви будут заперты и их ток упадёт до наноскопических величин.
Что дальше?

Подсказка 3

В результате базовый ток Q18 также прекратится, Q18 и Q17 закроются и, через открытые Q12 и Q13, на выходе установится высокое напряжение не зависящее от разности напряжений на входах.
Т.е., при выходе входных напряжений за допустимый диапазон ОУ (или компаратор) - обращаются в тыкву.