Электроника для начинающих

Смеситель представляет собой прибор, суммирующий сигналы. Мы можем изготовить его с помощью операционного усилителя инвертирующего типа, добавив столько входных резисторов, сколько сигналов хотим суммировать. Входные резисторы могут быть также переменного типа (триммер или потенциометр), чтобы иметь возможность изменять коэффициент усиления каждого входного сигнала. Каждый входной сигнал имеет свой собственный независимый коэффициент усиления, и выходной сигнал может быть рассчитан по следующей формуле:

Рис. 6.12. Электрическая схема смесителя сигналов, реализованного с помощью операционного усилителя

Интегратор

Что произойдет, если в инвертирующем усилителе резистор между входом и выходом заменить конденсатором? Мы создадим особую цепь, которая называется интегратором и может быть использована для вычисления площади сигнала. Наиболее практичным и непосредственным применением этого устройства является его использование для преобразования формы сигнала из прямоугольной в треугольную. Параллельно с конденсатором необходимо добавить резистор на несколько МОм, поскольку в противном случае выходной сигнал имеет тенденцию постепенно отклоняться от уровня 0 В. Необходимо добавить резистор между неинвертирующим входом и землей, чтобы улучшить стабильность интегратора. Сопротивление должно иметь значение, равное эквивалентному сопротивлению параллельного соединения сопротивления R и сопротивления, параллельного конденсатору.

Рис. 6.13. Электрическая схема интегратора. Если на его вход поступает сигнал прямоугольной формы, на выходе мы имеем сигнал треугольной формы

Дифференциатор

Если в интеграторе поменять местами резистор и конденсатор, мы получаем дифференцирующую цепь, т. е. цепь, которая производит сигнал, пропорциональный скорости изменения входного сигнала, работает по принципу, обратному интегратору, то есть если дифференциатор принимает сигнал треугольной формы, то производит прямоугольный.

Для обеспечения стабильности схемы необходимо добавить между входом и выходом небольшой конденсатор емкостью несколько десятков пикофарад, а также сопротивление на входе.

Рис. 6.14. Электрическая схема дифференциатора. Если на его вход поступает сигнал треугольной формы, на выходе мы имеем сигнал прямоугольной формы

Интегрированный звуковой усилитель с LM386

Операционные усилители не подходят для запуска небольшого громкоговорителя. Для этих целей предпочтительно использовать интегральную схему, выполненную в виде звукового усилителя. LM386 – это небольшой чип, практичный и экономичный, питающийся от батарейки и обеспечивающий до 1 Вт мощности.

Чип реализован в DIP-корпусе, имеет 8 выводов и не требует двухполярного питания. По этой причине он очень популярен среди электронщиков-гитаристов, которые используют его для создания небольших портативных усилителей. Самым известным является «Smokey Amp» Брюса Зинки: небольшой усилитель размером с сигаретную пачку!

Рис. 6.15. Расположение выводов интегрированного звукового усилителя LM386

LM386 является своего рода операционным усилителем мощности; он имеет два входа: инвертирующий и неинвертирующий. Коэффициент усиления может составлять 20 или 200 и его можно изменять, добавив конденсатор на 10 мкФ. К входному контакту (номер 3) подключим потенциометр или триммер на 10 кОм для регулировки громкости. Громкоговоритель должен иметь импеданс 8 Ом.

Рис. 6.16. Электрическая схема простого усилителя звука с чипом LM386

Если вы хотите, можете сделать схему на макетной плате и поместить ее в небольшую коробку: всегда удобно иметь небольшой звуковой усилитель в лаборатории.

Рис. 6.17. Усилитель звука с чипом LM386, реализованный на макетной плате

Фильтры

Фильтр представляет собой устройство, которое ограничивает или отбирает сигнал. Фильтр для ADSL используется для разделения телефонного сигнала, который состоит из частот вплоть до 4 кГц, и сигнала для ADSL-модема, существующего в том же канале, но имеющего частоту более 4 кГц. Без фильтра мы бы слышали комбинацию двух сигналов, которые не понравились бы ни нам, ни модему. В электронном мире фильтры находятся повсюду, частенько они нежелательны, так как некоторые сочетания компонентов ограничивают частоты, которые может обрабатывать цепь. Существует два больших семейства фильтров: пассивные и активные. Пассивные фильтры изготовлены с помощью простых компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Как правило, они ослабляют сигналы и не подходят для работы со слабыми сигналами; кроме того, они не очень точны, и эффект от них довольно небольшой. Активные фильтры включают в себя усилитель и несколько пассивных компонентов. Они могут работать с малыми сигналами, они гораздо более точны и эффективны, но требуют более сложных схем реализации.