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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Канадский военный снегоход 05.09.2013 Канада, одна из самых мирных стран мира, выясняющая все споры на хоккейном поле, тоже не прочь повоевать по-настоящему. На днях выяснилось, что уже в течение двух лет она ведет разработку самого необычного транспортного средства для нужд своей армии - абсолютно бесшумного снегохода. Довольно сложно заставить воображение нарисовать солдата верхом на снегоходе, который работает совершенно бесшумно, но именно этого хочет добиться Канада. Снегоход уже даже имеет собственное название - его зовут Loki в честь одноименного бога обмана и коварства из скандинавской мифологии. Почему именно снегоход? Все просто - в Канаде много снега. Бесшумным его сделать просто необходимо, чтобы тайно пробираться в тыл врага. Loki, кстати, уже существует в полноразмерном и полностью рабочем варианте - как раз на днях прошлое его первое полевое испытание недалеко от Онтарио, на территории военной базы Петавава. Loki и правда может передвигаться, не издавая ни единого звука, а все за счет интегрированного в него электрического мотора. Если быть точным, то снегоход гибридный - в нем также имеется дизельный двигатель внутреннего сгорания, который работает очень шумно, но может выключаться тогда, когда это нужно. Испытания Loki включали в себя проверку на управляемость, маневренность, скорость и, самое главное, дальность хода при заглушенном основном двигателе. Проверка проводилась в режиме строжайшей секретности, поэтому никакие подробности о результатах пока не разглашаются. Не исключено, что снегоход Loki через какое-то время станет доступен не только военным, но и обычным людям, причем не только в Канаде. Гибридная силовая установка позволит проезжать большее расстояние на одном баке топлива, что порой бывает критически важно.

Другие интересные новости:

▪ MAX17509 - двухканальный 16V 3А DC/DC регулятор

▪ Причины конфликтов между братьями и сестрами

▪ Тревога помогает учиться

▪ Самая древняя веревка Великобритании

▪ Нейронные цепи регулируют аппетит

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Соответствие моделей и шасси телевизоров SAMSUNG. Справочник

▪ статья Видят ли собаки сны? Подробный ответ

▪ статья Педагог-психолог. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA1010, 9 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шесть фишек. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025