Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6

Для подключения усилителя к однополярному источнику питания создается делитель напряжения на стабилитронах VD1 и VD2 (рис 4.10). К искусственной нулевой точке между диодами подключается неинвертирующий вход усилителя. Для развязки от постоянной составляющей на входе и выходе включены конденсаторы С1 и С2.

Операционный усилитель с большим выходным сигналом.

Приведенная на рис. 4.11 схема позволяет получить на выходе сигнал с амплитудой до 20 В. Это достигается тем, что напряжение питания усилителя управляется выходным сигналом. При этом разность напряжений между контактами 4 и 7 остается без изменения (— 25 В) Следует иметь в виду, что с помощью этой схемы нельзя получить большие коэффициенты усиления. При большом выходном сигнале 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.