17вых = -Ки - fi) оставалось постоянным в желаемых пределах изменения входного напряжения. Емкости в схеме необходимо подбирать так, чтсы нх импедансы были пренебрежимо малы в рабочем диапазоне частот.

На рис 2 14, а призедена схема на ОУ, основное назначение которой-согласовать уровни звуковых сигналов со студийной аппаратурой [151. При изменении входного сигнала в больших пределах (от 0,02 до 3 В) выходное напряжение схемы остается практически постоянным, причем нелинейные искажения сигнала на выходе схемы минимальны. Для управления коэффициентом усиления используется обычный ПТ.

1 l/s e

Рнс. 2 14 Практическая схсмз АРУ с минимальными искажениями: а - принциплаличан с.\с-ма. б ~ передаточная xapdKTepiiCTii.ca

При отсутствии входного сигнала транзистор Tl находится в режиме отсечки, определяемом постоянным напряжением 12 В, приложенным к этому транзистору. Автоматическая регулировка коэффициента усиления схемы отсутствует до тех пор, пока амплитуда напряжения на выходе ОУ не достигнет 2 В. По достижении этого уровня открываются переходы база-эмиттер биполярных транзисторов Т2 и ТЗ, включенных по схеме Дарлингтона, что приводит к уменьшению обратного напряжения смеш,ения на затворе Т1. При этом уменьшается динамическое сопротивление канала ПТ, что эквивалентно ослаблению амплитуды входного сигнала.

Большое значение коэффициента усиления транзисторов, соединенных по схеме Дарлингтона, позволяет получить динамический диапазон ослабления выходного сигнала на уровне 50 дБ (рис. 2 14, б).

Усилители с дифференциальным выходом. Для получения, большой амплитуды выходного напряжения используют усилители с дифференциальным выходом, типовые схемы которых и их краткая характеристика сведены в табл. 2.5 [161.

.Усилители с дифференциальным выходом

[Чгксимань-

ный размах амплитуды выходного

11апряжения 50 В при

;7n = zfcl5 В

Схем а с последов а тел ь-пьт включенном ОУ.

Большой фазовый сдвиг сигналов иа выходах ОУ ограничивает максимальную частоту работы схемы

Схема с широкой полосой пропускания

Схема на дв}х дифференциальных усилителях, работающих от iie-заземленного исгочинка пн-гання

2.2. Инструментальные усилители

Простейший дифференциальный усилитель, построенный на ос- * ове операционного, имеет относительно низкое входное сопротивле-1ие из-за ОС по напряжению. Действительно, входное сопротинле-!ие такого усилителя определяется двумя резисторами, включенными о входной цепи В результате при работе усилителя от высокочас-отного источника возникают ошибки, связанные с перераспределе-ием входного сигнала. Для ликвидации таких ошибок ОС по напря-. .ению заменяют ОС по току, как показано на рис. 2 15, при этом значительно увеличивается входное сопротивление усилителя

В этом случае резистор обратной связи /?о не шунтирует входное опротивление схемы, поскольку он включается в эмиттерную цепь входного транзистора. Если выполняется условие г, где ;-инамическое сопротивление эмиттера, то входное сопротивление Ля- дифференциального сигнала в данной схеме можно определить как Rsx = 2.f>R ], R(i, 1де р - коэффициент усиления входного транзистора

Приведенная схема имеет нескблько завышенное значение аход}10го сопротивления для синфазных сигналов, поскольку эти сигналы выделяются на (.езисторах обратной связи и внутреннем сопротивление источника тока, а не на эшттсрных резисторах. В результате входное еопротивление для синфазных сигналов определяется в основном двумя резисюрами обратной связи Ro и равно /?вх пш Ио2

Коэффициент усиления схемы также определяется цепью обратной свя-:;.(, ггослольку ток i; этой цепи гропорционален напряжеиню вводного сигнала. Действительно, прн подаче входного сигнала разность напряжений меж-ly эмиттерами транзисторов практически становится равной входному напря-,.1енню (транзисторы работают в режиме эмиттерных повторителей) Это при-однт к перераспределению эмитгсриых токов транзисторов и, следователь-

но, к разбалансу напряжений на переходах эмиттАр-база транзнсю,в из-за чего появляется ошибка при Передаче входного сигнала к эмиттерным резисторам Однако вследствие разбаланса токов между входами ОУ возникает отличная ог нуля разность напряжений, которая вырабатывает корректирующий сигнал в цепи ОС Этот сигнал виде гока подается на эмиттер од ного из грэнзисторов и уравниваетэмнттерГше гокн транзисторов, поддержи вая тем самым разность напряжений между входами ОУ близкой к нулю. Ток обратной связи протекает через резистор Рц, а величина выходного напряже ния, вызывающего этот ток, определяется выражением U = (1 -Ь

Для того чтобы эмиттерные токи были сбалансированы при воздействии синфазных сигналов на входы схемы и для ликвидации усиления этих си

налов, к aiytUTTepy другого граизисторэ подключается резнсшр, величина которого равна Rq.

Однако эга схема простого инсгpv ментального усидигелв можс! flaedTb значительные искажения выходного сигнала из-за нелинейности поэффнциенla усиле-

Рис. 2 15 Простейший дифференциальный усилитель с транзисторами на входе

Рис 2 16. Дифференциальный усилитель на двух ОУ с регу.ировкой усиления

ния и некачественного ос;заблення синфазных сигналов Ошибка, связанная с нелинейностью коэффициента усиления, возникает в основноч вследствие неидентичности транзисторов. Действительно, гели динaмичecкиt сопротивления эмиттеров двух транзисторов 1.ЗЛ1еняются по разному закону ери изменении эмиттериых токов в значительных пределад, то корректирующий сигнал ОС, выделяющийся на эмиттерных резисторах, не вседа 6yjt.-i равен входному сигналу, т, е. цепь ОС в этих случаях н* сбалансирует входной каскад. Значит, коэффициент усиления схемы будет .aвиceть от величины входного сигнала,

Улучшенная схема инструментального усилителч на двух взаимосвязанных усилителях показана на рис. 2.16. Высокаялинейность коэффициента усиления схемы обеспечивается ОС ОУ. Усиление этой схемы регулируется с помощью одного резистора R; при этом коэффициент ослабления синфазного сигнала не изменяется.

Качество такой схемы на двух усилителях зависит от ошибок обычного ОУ, от подбора резисторов, а также от амплитуды синфазных напряжений. В описанной схеме ошибка, связанная с ослаблением синфазных сигналов, практически уничтожается, однако все остальные ошибки усилителей складываются. Схема будет иметь отличный от нуля коэффициент усиления синфазных сигналов при наличии рассогласования резисторов, Максимальная амплитуда сме