Таблицз 2.)

Варианты включения потенциометра /?р, регулирующего Ки усилителя на OS

Cxewa усилителя

Показатели идеального ОУ

Схема усялигеля

Показатели для идеального ОУ

го г

<Н1

= 1 +

у f

*Например усилительные схемы, построенные на основе ОУ общего применения с /j- 1 дрц работают в диапазоне до f = 100 кГц.

УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Ниже описаны практические схемы усилителей низкой частоты, реализуемые на основе отечественных ОУ общего применения. Частотные характеристики этих схем определяются свойствами ОУ*.

2.1. Усилители с регулируемым коэффициентом усиления

Четыре варианта включения потенциометра уг {г - но-лп1нал потенциометра, у ~ О-1 - коэффициент, учитывающий положение движка потенциометра, регулирующего коэффициент усиления Ки при охвате ОУ отрицательной ОС) показаны в первых четырех строках табл. 2.1 11-4]. В пятой строке этой таблицыпока-заиа наиболее часто употребляемая схема с регулировкой соотно-

шения между сигналами, подаваемыми на входы ОУ с ОС. Изменени, ем величины у можно регулировать Ки в этой схеме от О до-RjRr, при этом уровень постоянного напряжения на входе ОУ ие будет меряться. Наконец, в шестой строке табл. 2,1 показана схема с линейной зависимостью Ки от положения движка потенциометра. Вы брг(В в выражении для Ки номиналы резисторов R1 и R2 равными RKq и RJ{K& - 1) соответственно, получим Ки = -Ко (1 - 2у). Регулируя у = О - 1, можно пропорционально менять Ко от - до +Кй-

Для получения хорошей линейности Ки необходимо выполнение двух условий. Во-первых, сопротивление источника сигнала должно быть достаточно малым по сравнению со значениями резисторов,

ш ж.

5,1 к

5,1н

R3 18к

1ШД7

8ых -о

5вх 1

Рис. 2 1 Сема для изменения знака коэффициента усиления

Рис 2 2 Простейшая схема ОУ с программируемым коэффициентом передачи

включенных в схему Это связано с тел(, что при изменении положения движка потенциометра изменяется ток в цепи ОС ОУ, а следовательно, и ток через сопротивление иеточника сигналов R. Во-вторых, в схеме необходимо использовать ОУ с малыми входными токами смещения. Это требование вытекает из того, чтопри регулировке Кь будет изменяться эквивалентное сопротивление, подключенное к неинвертируюш,еыу входу, что приведет к дополнительному изме н ен пю вы ходи о го н а п р я жен и я.

Для изменения знака Ки обычно используют управляющий транзистор Т с эквивалентным сопротивлением R, наблюдаемым между его коллектором и эмиттером (рис. 2.1) [5, 6]. Коэффициент передачи схемы

Ки = {RRoRi-RRi (Ro + R 1)1/Ri R. (R + Ri)-

Когдд транзистор закрыт {R oo), усилитель работает в неинвертирующем включении с коэффициентом усиления (1 + RoRJ-Если управляющий сигнал L/yj,p вызывает насыщение транзистора 7 0), схема инвертирует входной сигнал Ки --RoRi

Для полученияединичных (с инверсией и без инверсии) коэффициентов передачи достаточно убрать из схемы резистор R3. Если требуется, чтобы Ки был отличным от единицы и равным по модулю Ло в обоих режимах, необходи.мо выбрать отношение резисторов HJRi = Ко Ra = RoKo - 1)- при использовании резисторов о

номиналами, указанными иа схеме, коэффициенты усиления равны 1 и +,2.

Значения резисторов и R7 выбираются из условия согласования схемы с управляющим сигналом. Уровни управляющего напряжения Оупр определяются максимальной амплит>дой входного сигнала t/вх- Если на вход усилителя поступает отрицательный сигнал, максимальное значение которого Vy., то для правильной работы схемы необходимо, чгобы низкий уровень управляющего напряжения по модулю превышал Ux. на +0,5 В. В схеме могут быть использованы любой маломоп1,ный п-р-/г-транзистор и стандартный ОУ.

шгт г

Рас. 2 3 Использование ОУ в цепи цифрового управления коэффициентом

усиления

Усилители с программируемым коэффициентом усиления. Цифровое управление усилением обычно осуществляется с помощью аналоговых коммутаторов, подключающих к схеме усилителя нужный резистор из имеющегося набора (рис. 2.2) (7] Выбор коммутатора определяется кдом управляющего сигнала. Практически используемая схема 4-канального усилителя е программируемым коэффициентом усиления приведена на рис. 2.3 [8]. Выбор канала усиления осуществляется на выходе каждого ОУ цифровым кодом; в качестве коммутирующих элементов могут использоваться МДП-ключн, например, типа К1КТ902. В этой схеме наряду с изменением величины коэффициента усиления может изменяться его знак; значение Ки не Зависит от величины сопротивления открытого аналогового ключа, так как цепн установки усиления и переключения каналов разделены с полющью ОУ.