Радиоэлектронные устройства (справочник) (стр. 19 )

Рис. 4.10 Рис 4.11 Рис 4.12

Рис. 4.13

Работа усилителя при увеличенных питающих напряжениях. Уси­литель (рис 4.12) позволяет подключить ОУ к источникам питания, напряжения которых превышают максимально допустимые напряже­ния ОУ. Стабилитроны VDJ и VD2 подключаются к источнику пита­ния ±50 В. Относительно средней точки на стабилитронах устанав­ливается напряжение ±13 В. Этим напряжением питается ОУ. По­скольку выходной сигнал усилителя снимается со средней точки, то мгновенные значения этого сигнала синхронно меняют уровни пита­ющих напряжений. Это отслеживание позволяет увеличить амплиту­ду выходного сигнала до 30 В при условии, что усилитель имеет коэффициент усиления, близкий к единице, т. е. R2/Rl = 1.

Мощный усилитель Двухполярных сигналов. Усилитель (рис. 4 13) состоит из двух ОУ с мощными транзисторами на выходе. Схема симметричная. Резисторами R4 и R5 устанавливается напряжение 0,3 В для устранения искажений типа «ступеньки» в выходном сиг­нале. Аналогичные функции выполняют резисторы R6, R7, R12 — R15. Нелинейные искажения уменьшаются также за счет ООС в каж­дом ОУ.

4. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ

Усилитель с выходной мощностью 4 Вт. Усилитель (рис 4 14) выполнен по двухтактной схеме Для предварительного усиления служит интегральная микросхема типа К224УС5. Глубокая (до 40 дБ) ООС по переменному току позволяет получить малый коэф­фициент нелинейных искажений. Коэффициент гармоник и чувстви­тельность устанавливаются подбором сопротивления резистора R4 При сопротивлении резистора R4=150 Ом коэффициент усиления со­ставляет 100 — 150, а коэффициент гармоник 0,5 — 0,8 %. Наличие ОС по постоянному току обеспечивает стабильную работу усилителя как при изменении питающего напряжения, так и при изменении темпе­ратуры. Полоса частот 200 Гц — 10 кГц.

Рис. 4.14

Рис. 4.15

Усилитель с выходной мощностью 2 Вт. Усилирис. 4.15) отдает в нагрузку мощность 2 Вт при питающем напряжении 12 В, 0,8 Вт — при напряжении 9 В и 0,25 Вт — при напряжении 6 В. При максимальной мбщности коэффициент гармоник составляет 1 %. Входное сопротивление равно 25 кОм. Полоса рабочих частот 80 Гц — 12 кГц. Для обеспечения равномерности частотной характе­ристики и для устранения искажений типа «ступеньки» с выхода уси­лителя на вывод 3 микросхемы подается ООС. Изменением сопро­тивления резистора R3 можно регулировать ООС. При этом рас­ширяется полоса частот, уменьшаются нелинейности, но и падает коэффициент усиления.

Рис. 4.16 Рис. 4 17

Усилитель мощности на интегральной микросхеме К157УС1. Вы­ходная мощность усилителя 0,5 Вт. Чувствительность лежит в преде­лах 15 — 30 мВ. Коэффициент гармоник в полосе частот от 50 Гц до 15 кГц не превышает 0,3 %. При напряжении питания 12 В можно получить выходную мощность 1,5 Вт. Схема представлена на рис. 4 16.

Усилитель мощности на 12 Вт. Усилитель (рис. 4.17). имеет поло­су частот от 10 Гц до 20 кГц. В этой полосе частотная характеристи­ка имеет неравномерность 2 .дБ. Коэффициент передачи может ме­няться от 1 до 100. Амплитуда выходного сигнала на нагрузке 3 Ом равна 9 В. Налаживание усилителя сводится к подбору корректиру­ющей цепочки интегральной микросхемы. Выходные транзисторы ра­ботают без начального смещения. «Ступенька» в выходном сигнале устраняется за счет ООС. ,

5. ПРЕДУСИЛИТЕЛЙ С УПРАВЛЯЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Усилитель компенсации предыскажений. Усилитель (рис. 4.18) со - спадающей частотной характеристикой применяется при воспроизведении грамзаписи с магнитной головкой. Подъем ча­стотной характеристики в области низких звуковых частот происхо­дит за счет частотно-зависимой ОС, построенной на ( элементах Rl, R2, СЗ, С4. Постоянные времени RiC4=300 мкс и R2Сз=3000 мкс. Завал в области высоких частот осуществляется цепочкой R3Cs= = 72 мкс. Для уменьшения выходного сопротивления включен тран­зистор. Коэффициент усиления схемы на частоте 1 кГц равен 30.

Усилитель с АРУ. Усилитель (рис. 4.19) имеет нелинейную зави­симость коэффициента усиления от амплитуды входного сигнала. В схеме осуществляется автоматическая регулировка усиления за счет ООС по переменному току. Эта связь осуществляется посредст­вом изменения сопротивления полевого транзистора переменному току. Управление полевым транзистором происходит постоянным на­пряжением продетектированного выходного сигнала ОУ. Функции детектора выполняет транзистор VT2. Если входной сигнал превыша­ет 1 В, то на выходе появляются» нелинейные искажения, связанные с появлением второй гармоники. Эти искажения вносит полевой тран­зистор из-за несимметричности его характеристики для различных полярностей сигнала. Значительно меньше искажений возникают с МОП-транзисторами.

Параллельные усилители. Параллельное включение усилителей (рис. 4.20) увеличивает амплитуду сигнала в N раз, в то время как шумовая составляющая, являющаяся случайной величиной, возраста­ет только в N-2. В той же степени уменьшается дрейф нуля и влияние температурных коэффициентов отдельных усилителей. Усиление схе­мы определяется сопротивлением резистора R4. Для схемы из шести параллельных усилителей среднее значение шума составляет0,85 мкВ при шуме отдельного усилителя приблизительно в 2,2 мкВ. Приведенное ко входу напряжение сдвига равно 13 мкВ, а темпера­турный коэффициент при 25 °С составляет 0,2 мкВ/К. Это соответст­вует зависимости N-2

Рис. 4.18

Рис. 4.19

Усилитель на микросхеме К284СС2А. Усилитель {рис. 4.21) имеет коэффициент усиления более 104. С помощью резистора R4 коэффи­циент передачи можно менять в пределах от 50 до максимального значения, равного примерно 104. Верхняя граничная частота равна 10 кГц. Режим по постоянному току осуществляется с помощью де­лителя R1 и R3 и стабилизатора напряжения, выполненного на эле­ментах R6 и VD1.

Интегральная микросхема может работать и при пониженных напряжениях источников питания. Вместо напряжения питания 12 В можно применить напряжение 4 В, предварительно заменив стабилитрон резистором (1,5 кОм) с параллельно включенным кон­денсатором (50 мкФ). Однако следует иметь в виду, что. максималь­ная амплитуда неискаженного сигнала в этом случае будет равна 0,5 В.

Рис. 4.20

Рис. 4.21 Рис. 422 Рис. 4 23

Микрофонный усилитель на микросхеме К224ПП1. Усилитель имеет коэффициент усиления 100. В нем осуществлена полная термостабилизация. Входное со­противление 2 кОм, а выходное — 500 Ом (рис. 4.22).

Микрофонный усилитель. Усилитель (рис. 4.23) питается от од­ного источника. Напряжение этого источника определяет максималь-ную амплитуду неискаженного выходного сигнала, т. е. при ±Ua, равном 4; 6; 8; 12; 15; 18; 24 и 30 В, Uвыx равно соответственно 0,4; 1,4; 1,7; 2,3; 3,2; 3,9; 5,2 и 6,5 В.

Снижение напряжения питания отрицательной полярности до 4 — 5 В приводит к уменьшению на несколько процентов коэффици­ента усиления. Уменьшение положительного напряжения приводит к уменьшению максимальной амплитуды выходного сигнала. При пониженном питании частотная характеристика остается без изме­нения.

Операционный усилитель с большим входным сопротивлением. Входное сопротивление ОУ К140УД1А можно повысить при включе­нии на входе микросхемы К101КТ1 (рис. 4.24). В микросхему К101КТ1 входят два хорошо подобранных транзистора. Входное сопротивление составного ОУ может превышать 10 МОм. Входной ток менее 0,2 мкА. Частотная характеристика усилителя равномерна в полосе от 0 до 500 кГц при подключении вывода 8 к 5.

Операционный усилитель с малым выходным сопротивлением. Дополнительные транзисторы в схеме на рис. 4.25, несмотря на от­сутствие начального смещения, уменьшают выходное сопротивление ОУ до 100 Ом. При переходе сигнала через нуль на выходном сиг­нале образуется «ступенька» в 100 мВ. Без компенсирующих эле­ментов в схеме возникают колебания с частотой от 2 до 10 МГц. Ге­нерация срывается при R = 70 — 120 Ом и С= 100 пФ. Температурный дрейф нуля 20 мкВ/град. Коэффициент усиления K=R2/R1.

Рис. 4.24 Рис. 4.25

Линейный ОУ. Линейность выходного сигнала ОУ нарушается с уменьшением нагрузки. Подключение двух транзисторов на выход усилителя (рис. 4.26) позволяет уменьшить выходное сопротивле­ние и увеличивают нагрузочную способность схемы. Два диода в базовой цепи транзисторов устра­няют порог открывания выходных транзисторов. Нелинейность

входной характеристики транзи­стора легко уменьшается ООС че­рез резисторы R1 и R2. Такое включение дополнительных тран­зисторов обеспечивает выходной ток до 100 мА.

Усилитель с управляемым ко­эффициентом передачи. Коэффи­циент передачи усилителя (рис. 4.27) меняется дискретно. Уп­равление осуществляется с по­мощью декады резисторов R3 — R7. Когда переключатель нахо­дится в положении I, декада под­ключена ко входу ОУ. На входе усилителя образуется делитель напряжения между резистором R1 и декадой. При подаче в ба­зу транзистора VT1 положитель­ного напряжения он открывается. В результате ко входу усилителя оказывается подключен делитель из резисторов R1 и R3. Коэффи­циент передачи схемы равен 0,5. При включении транзисторов VT2 — VT5 коэффициент передачи будет равен соответственно 0,25; 0,125; 0,0625 и т. д.