Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6 - Журнал «Домашняя лаборатория»

становится больше напряжение питания интегральной микросхемы, увеличивается напряжение между контактами 3, 7 и 2, 4. Это ведет к перенапряжению n-р переходов транзисторов, применяемых в микросхеме. Для малых коэффициентов усиления напряжение на входах 2 и 3 меняется в такт питающему напряжению. При применении в этом устройстве интегральной микросхемы К140УД1Б не следует вывод 4 подключать к общей точке. В противном случае интегральная микросхема выйдет из строя.

Работа усилителя при увеличенных питающих напряжениях.

Усилитель (рис 4.12) позволяет подключить ОУ к источникам питания, напряжения которых превышают максимально допустимые напряжения ОУ. Стабилитроны VD1 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/R1 = 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.

Усилитель с выходной мощностью 2 Вт.

Усилитель (рис. 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 мощности 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.

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. ПРЕДУСИЛИТЕЛИ С УПРАВЛЯЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Усилитель компенсации предискажений.

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 R1, R2, С3, С4. Постоянные времени R1C4 = 300 мкс и R2C3 = 3000 мкс. Завал в области высоких частот осуществляется цепочкой R3C3 = 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 составляет 0,85 мкВ при шуме отдельного усилителя приблизительно в 2,2 мкВ. Приведенное ко входу напряжение сдвига равно 13 мкВ, а температурный коэффициент при 25 °C составляет 0,2 мкВ/К. Это соответствует зависимости N-2

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.

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 максимальную амплитуду неискаженного выходного сигнала, т. е. при ±Uа, равном 4; 6; 8; 12; 15;