Многоканальное усилительное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аудиотехника

 Комментарии к статье

Усилительные устройства, число каналов которых может достигать нескольких десятков, находят применение в системах сбора информации с датчиков в биомедицинской аппаратуре, в тепловизионных сканирующих аппаратах и во многих других областях радиоэлектроники [1-4].

Я представляю на суд читателей многоканальное усилительное устройство с электронным регулированием коэффициента усиления напряжения, отличающееся от предложенных в популярной литературе [5. 6] тем, что в качестве управляемых элементов в нем использованы полупроводниковые диоды [7]. Эти простейшее полупроводниковые приборы по сравнению с более сложными биполярными или полевыми транзисторами, обычно применяемыми в регулируемых звеньях усилительных устройств [8, 9], имеют, как правило, меньший технологический разброс электрических параметров. Применение в описываемом многоканальном усилительном устройстве полупроводниковых диодов в качестве управляемых элементов позволило достичь простыми средствами относительно небольшого разброса коэффициента усиления отдельных каналов при приемлемых для многих практических применений пределах регулирования усиления и уровне нелинейных искажений.

Основные технические характеристики

• Число каналов усиления..........32
• Верхнее значение коэффициента усиления напряжения, не менее..........1000
• Пределы регулирования коэффициента усиления напряжения, дБ, не менее..........15
• Разброс коэффициента усиления напряжения отдельных каналов относительно среднего значения, °о, не более..........5
• Коэффициент   нелинейных искажений, °о, не более..........5
• Рабочий частотный интервал, Гц. не менее ..........20...150 000
• Напряжение управления, В..........0...5
• Напряжение питания, В..........9
• Суммарная   потребляемая мощность Вт не более..........1

Рис. 1

Принципиальная схема усилительного устройства представлена на рис. 1 Оно состоит из одинаковых усилительных каналов А1-А32 и общего для всех каналов блока управления АЗЗ. Регулируют коэффициент усиления каналов резистором R1 "Усиление" Каналы А1-А32 идентичны по схеме, поэтому далее описан только А1.

Канал состоит из двух ступеней усиления на ОУ 1DA1 1DA2 Конденсаторы 1С1, 1С2 и 1С4 определяют нижнюю и верхнюю границы частотной полосы пропускания канала соответственно, конденсатор 1C3 - фильтрующий в цепи питания. Резисторы 1R5, 1R9 задают ток управления операционных усилителей.

Коэффициент усиления первой ступени канала определен отношением сопротивлений резисторов 1R1 и 1R4 Резисторы 1R1 и 1R2 образуют делитель напряжения, который увеличивает допустимое значение постоянной составляющей на входе до 2,5R2/(R1+R2) В препятствуя возможной перемене полярности напряжения на оксидном конденсаторе 1С1. На коэффициент усиления резистор 1R2 практического влияния не оказывает.

Регулирование коэффициента усиления канала, которое выполняет вторая ступень на ОУ 1DA2, реализовано путем изменения проводимости диодов 1VD1, 1VD2 при изменении напряжения подаваемого на вход управления (вывод 7 канала). При повышении напряжения на этом входе проводимость диода 1VD2 увеличивается, благодаря чему уменьшается сопротивление цепи 1VD21R7, увеличивается ток через диод 1VD1. В результате проводимость диода 1VD1 возрастает, а сопротивление цепи 1VD11R3 уменьшается.

Диод 1VD1 и резистор 1R3 включены в цепь отрицательной ОС, охватывающей ОУ 1DA2, поэтому при уменьшении сопротивления цепи 1VD11R3 коэффициент усиления ступени увеличивается. При уменьшении напряжения на входе управления вышеописанные процессы происходят в обратном направлении и коэффициент усиления напряжения уменьшается.

Рис. 2

На рис. 2 показана зависимость приращения коэффициента усиления напряжения DeltaК и относительно его минимального значения, равного 175 и принятого за нуль, от напряжения управления UNnP, измеренного на среднем по схеме выводе резистора R1 "Усиление".

Блок управления АЗЗ включает в себя источник напряжения смещения, необходимый для обеспечения нормальной работы ОУ каналов в режиме однополярного питания. Источник состоит из ОУ 33DA1 и транзистора 33VT1. С эмиттера буферного транзистора 33VT2 снимается напряжение на входы управления каналов. Узлы блока управления АЗЗ и каналы А1- А32 питаются напряжением +5 В от стабилизатора напряжения 33DA2. К этому же источнику подключен переменный резистор R1 "Усиление".

в усилительном устройстве применены оксидно-полупроводниковые танталовые конденсаторы К53-56 и керамические К10-17в. рассчитанные на поверхностный монтаж. Все конденсаторы припаяны к плате со стороны печати. Резисторы - С2-29В и С2-33, резистор R1 "Усиление" - СП4-1а Транзисторы КТ503Б можно заменить любыми кремниевыми n-p-n транзисторами с аналогичными параметрами. Микросхемы 1407УДЗ и 140УД12 можно заменить на К1407УДЗ и К140УД12. 140УД1201 К140УД1201 и А776Н соответственно. Вместо КР142ЕН5А можно использовать стабилизатор 7805.

Рис. 3

Каналы А1-А32 и блок управления АЗЗ смонтированы на печатных платах из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж печатной платы канала представлен на рис. 3, а платы блока управления - на рис. 4.

Рис. 4

Печатные платы каналов и блока управления помещены в общий металлический корпус, снабженный входным и выходным разъемами. Для обеспечения возможности дистанционного регулирования резистор R1 "Усиление" расположен вне корпуса.

Налаживание каналов и блока управления особенностей не имеет его выполняют по известным методикам. При необходимости подборкой резистора 33R2 добиваются двустороннего симметричного ограничения максимального выходного сигнала каналов А1-А32 Подборкой конденсатора NC4 корректируют амплитудно-частотную характеристику соответствующего канала в области верхних значений частоты.

Оценку относительного разброса коэффициента кси усиления напряжения каждого канала выполняют по формуле

кси = (1 - Kg Кигс) 100 %,

где К, - коэффициент усиления напряжения канала; KL, р - среднее арифметическое значение коэффициентов усиления напряжения всех каналов. Выравнивают относительный разброс коэффициентов усиления каналов в интервале регулирования подборкой резисторов NR3, NR7 или диодов NVD1, NVD2.

Литература

1. Яричин Е. М., Шурыгин Н. А. Многоканальный усилитель - Приборы и техника эксперимента 1986, № 5. с. 123-125
2. Многоканальный развязывающий усилитель. - Электроника, 1975. № 14, с 83 84
3. Фурман И., Звонарев Е. Логарифмические, программируемые, интегрирующие и управляемые напряжением усилители фирмы Texas Instruments Burn-Brown - Электронные компоненты, 2005, с. 85-89.
4. Макаров А. С, Омелаев А. И., Филиппов В. А. Введение в технику разработки и оценки сканирующих тепловизионных систем - Казань. Унипресс, 1998, с 8-15.
5. Ерицев В., Токарев В., Федоров С. Электронная регулировка усиления. - Радио 1980. №2, с 38
6. Вълнаров Н. Предулсилвател с електронно регулиране на усилването. - Радио, телевизия, електроника. 1981, № 5, с. 28.
7. Синдинский В. Дистанционная регулировка усиления. - Радио, 1968. № 3, с. 40, 41
8. Кистерный Н. Электронный регулятор уровня сигнала - Радио, 1989, № 11, с 49-52.
9. Крейдич С. Регуляторы на полевых транзисторах - Радио, 1980, № 2, с. 35-37.

Автор: О. Ильин, г. Казань; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Аудиотехника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Космический огнетушитель 25.04.2019 Машиностроительный факультет Технического университета Тоехаси (Япония) разработал огнетушитель с обратным способом тушения открытого огня (метод вакуумного пожаротушения (VEM) для использования внутри космического корабля. Вместо распыления огнетушащих веществ он всасывает пламя и горючие материалы в вакуумную камеру, где они будут безопасно потушены. Пожар - одна из самых опасных чрезвычайных ситуаций, которые могут произойти на борту пилотируемого космического корабля, подводной лодки или в любой другой закрытой среде. Бороться с ним очень сложно не только из-за выделяемого тепла и дыма, но и потому, что в замкнутом пространстве огнетушащие вещества могут быть опасными. По этой причине команды члены экипажей на борту подводных лодок и Международной космической станции должны надевать кислородные маски, прежде чем приступить к тушению огня. А в невесомой среде опасность может представлять даже вода. Проблему пожаротушения в таких условиях решает VEM-огнетушитель, созданный в сотрудничестве с университетами Хоккайдо и Синьшу. Он не только снижает риск для жизни членов экипажей, но и избавляет от необходимости использовать кислородную маску. Принцип его работы заключается в том, что огнетушитель втягивает огонь в вакуумную камеру, где он погаснет из-за недостатка воздуха, либо за счет применения средств пожаротушения без загрязнения окружающей среды. Руководитель проекта заявил, что тестовый образец огнетушителя уже создан, и его применение строго контролируется. Однако ни одно космическое агентство пока не заинтересовано в данной разработке. Тем не менее у VEM-огнетушителя есть множество других применений, включая тушение пожара в операционных или чистых помещениях, где этот процесс может нанести значительный ущерб.

Другие интересные новости:

▪ Песни китов помогут в изучении геологии морского дна

▪ Panasonic готовит к выпуску IP-мобильник

▪ 3D-принтер Stratasys Objet Eden260V для дантистов

▪ Модульный ноутбук Framework Laptop

▪ Стекло для защиты секретов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья За деревьями леса не видеть. Крылатое выражение

▪ статья Что такое грибы? Подробный ответ

▪ статья Теликрания белая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Эмалирование железной посуды и листового железа. Простые рецепты и советы

▪ статья Эффективный УВЧ для приемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026