Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6

Усилитель (рис. 4.59) имеет входное сопротивление 5 МОм при полосе пропускания от 2 Гц до 100 кГц. Коэффициент усиления не менее 10³. Максимальная амплитуда неискаженного выходного сигнала 5 В. Усилитель устойчиво работает в диапазоне температур от — 20 до +60 °C. Стабильность параметров усилителя достигнута полной ООС по постоянному току. Полоса пропускания может быть уменьшена изменением параметров цепочки R6, С2. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть заменены на интегральную микросхему К504НТ4, в которой транзисторы незначительно отличаются между собой по параметрам. Это позволит значительно улучшить параметры усилителя. Кроме того, транзисторы VT3 — VT5 можно заменить микросхемой К198НТ4. При замене транзисторов микросхемой необходимо уменьшить напряжение питания.

9. УСИЛИТЕЛИ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМИ СВЯЗЯМИ

Широкополосный усилитель на микросхеме К140УД5А.

Усилитель (рис. 4.60) имеет полосу пропускания от 20 Гц до 2 МГц. Максимальный коэффициент усиления схемы равен 100, при коэффициенте усиления каждого каскада 10 раз. Введение в схему аттенюатора позволяет регулировать коэффициент усиления дискретно с шагом 10. Для устранения самовозбуждения ОУ должны быть включены следующие корректирующие элементы: между выводами 2 и 4 — конденсатор емкостью 18 пФ и между выводами 2 и 12 — емкостью 56 пФ.

Широкополосный предусилитель.

Сигнал на вход усилителя (рис. 4.61) поступает от датчика с большим внутренним сопротивлением через кабель. Емкость кабеля значительно ограничивает полосу частот передаваемого сигнала. Для компенсации емкости на экранирующую оплетку кабеля подается выходной сигнал. Для защиты от внешних помех кабель помещается в дополнительный экран. Такая схемная нейтрализация емкости кабеля позволяет расширить полосу пропускания усилителя до 30 кГц при выходном сопротивлении датчика около 10 МОм.

Входной сигнал с центральной жилы кабеля поступает на затвор истокового повторителя на VT1, нагрузкой которого является транзистор VT2. Применение динамической нагрузки у полевого транзистора позволяет получить входное сопротивление усилителя более 50 МОм. К выходу истокового повторителя подключается, усилитель на транзисторах VT3 и VT4, охваченных ООС. Коэффициенты усиления каскада на VT3, VT4 устанавливается резистором R6. С выхода этого усилителя сигнал ООС подается на внутренний экран кабеля. Степень компенсации зависит от коэффициента усиления на VT3, VT4. Емкость кабеля ослабляется в 1/(1 — К) раз, где К близок к 1. В результате можно получить эквивалентную емкость на входе кабеля не более 1 пФ. Уровень собственных шумов усилителя не превышает 200 мкВ, динамический диапазон — 1,5 В, полоса пропускания 1 Гц — 30 кГц.

Повторитель с большим динамическим диапазоном.

Истоковый повторитель (рис. 4.62) имеет входное сопротивление более 10⁹ и входную емкость менее 2 пФ. Большой диапазон входных сигналов (около 240 В) достигается применением высоковольтного источника и соответствующих транзисторов. Полевой транзистор питается от дополнительного источника U_a. Поскольку один вывод источника Е

подключен к выходу, то образуется следящая ОС, которая уменьшает емкость затвор — сток.

Истоковый повторитель.

Повторитель сигналов (рис. 4.63) имеет входное сопротивление около 10¹⁰ Ом. Коэффициент передачи равен 0,998, Входной каскад повторителя построен на полевом транзисторе, к выходу которого подключен составной эмиттерный повторитель на транзисторах VT2 и VT3. Для стабилизации работы входного каскада на VT1 в сток включен генератор тока на транзисторе VT4, напряжение на базе которого застабилизировано диодом VD1 и введена цепочка стабилитронов VD2, VD3. Диод VD2 позволяет обеспечить постоянную разность потенциалов между затвором и стоком при изменениях входного напряжения на затворе. Диод VD3 стабилизирует напряжение на резистор R3 и, следовательно, ток стока транзистора VT1. Ток стока транзистора VT1 выбирают на порядок меньше тока, протекающего через диоды VD2 и VD3. Гальваническая связь всех элементов позволяет использовать схему для передачи сигналов низких и инфранизких частот. Входной сигнал не должен превышать 2 В.

Малошумящий предусилитель.