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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Где мозгу щекотно 15.11.2016 Очевидно, что щекотка как-то отражается на активности мозга. Действительно, в мозге при этом срабатывают сразу несколько зон, и в первую очередь соматосенсорная кора, воспринимающая прикосновения к телу. Но именно смех и прочие эмоции, сопутствующие щекотке, возникают, как считалось до сих пор, в эмоциональных центрах, в то время как соматосенсорный участок должен просто обрабатывать физические ощущения от прикосновения. Однако, как показали эксперименты исследователей из Института биологии при Берлинском университете имени Гумбольдта, смех от щекотки действительно может возникать, грубо говоря, только из физических ощущений. Симпэй Исияма (Shimpei Ishiyama) и Михаэль Брехт (Michael Brecht) щекотали крыс - это может показаться странным, однако сейчас накопилось уже достаточно много свидетельств того, что грызуны способны чувствовать щекотку и получать от нее удовольствие: животные возвращаются в то место, где их щекотали, чтобы снова получить порцию тех же ощущений, в их мозге активируется система подкрепления, отвечающая за чувство удовольствия, и в поведении крыс есть все те же характерные проявления положительных эмоций, которые можно наблюдать у других видов зверей. В эксперименте молодых самцов приучали играть с человеком, который во время игр щекотал им спины и животы, так что в конце концов крысы начали даже гоняться за рукой экспериментатора и подставлять себя по щекотку. Естественно, игры закончились вживлением в мозг электродов, с помощью которых можно было отслеживать активность нейронов соматосенсорной коры и по желанию стимулировать их электрическими разрядами. И довольно быстро выяснилось, что эти нейроны, которые должны были бы отвечать только на механическое раздражение, продолжали "активничать" и тогда, когда крыса бежала за только что щекотавшей ее рукой, попискивая от предвкушения новой порции щекотки. И еще более удивительным оказалось то, что искусственная стимуляция нервных клеток, реагирующих на физические ощущения от щекотки, вызывает те же эмоционально-поведенческие признаки, что и натуральная щекотка - в частности, крысы особым образом попискивали, издавая звуки, означавшие удовольствие и радость. Иными словами, на нейробиологическом уровне реакция на щекотку возникала только от "механических" нервных импульсов и без участия обычных эмоциональных нейронных контуров. Попутно удалось показать, что восприимчивость к щекотке зависит от эмоционального состояния: когда крыс сажали на открытое место и освещали ярким светом - что для них, ночных животных, было достаточно стрессовой ситуацией - на щекотку они отвечали слабее, и активность соответствующих клеток в мозге была подавлена.

Другие интересные новости:

▪ Эмоции робота

▪ Электроника работает внутри тела

▪ Кондиционер тираннозавра

▪ Тройная камера в смартфонах - тренд мобильной индустрии

▪ Самая редкая комбинацию цвета волос и глаз

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Роза Люксембург. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как называется столица Таиланда? Подробный ответ

▪ статья Блу-Хоулс. Чудо природы

▪ статья CD-ROM в роли проигрывателя Audio-CD. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрооборудование и электроустановки общего назначения. Заземляющие устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026