«Операционник»-универсал
Сейчас широкое распространение взяли интегральные микросхемы, воображающие собой практически законченный узел (усилитель радио-или звуковой частоты, детектор и т.п.) либо радиоаппарат в целом. Но при всей собственной привлекательности (особенно для массового производства узкопрофильной техники) чрезмерная специализация ИМС лишена схемотехнической гибкости и иногда затрудняет ответ разнородных задач, возлагаемых на радиоэлектронику.
Отчетом этого-то и выпускается огромное количество более универсальных микросхем — так называемых операционных усилителей (ОУ).
Являясь по сути собственной интегральными усилителями постоянного тока с громадным коэффициентом усиления, вычисленными на совместную работу с разнообразными внешними цепями отрицательной обратной связи (ОС), «операционники» прекрасно привычны умелым радиолюбителям.
Осваивают эти универсальные слагаемые современной электроники кроме этого и новички, которым адресуется, первым делом, этот материал.
В зависимости от типа выбранной ОС возможно на выходе приобретать пропорциональное усиление входного сигнала, нелинейную функцию его, математические действия.
Ориентироваться в столь безбрежном море информации оказывает помощь (особенно на первых порах) краткий справочный документ, составленный с учетом самые характерных примеров включения ОУ и делаемых наряду с этим задач (см. таблицу).
Отдавая должное такому серьёзному параметру ОУ, как коэффициент усиления напряжения к, Что значительно уменьшается с ростом частоты входного сигнала, запрещено, но, не учитывать и остальных черт.
Потому, что входы «операционника» отвечают внутренней дифференциальной схеме, постольку он действенно усиливает разностное напряжение, поданное на эти входы; этому соответствует дифференциальное входное сопротивление Rвх. Подаваемое на входы напряжение не должно быть больше величины Uдф.макс, чтобы не было искажений вывода и входного сигнала ОУ из строя.
Запрещено кроме этого не учитывать, что в отсутствие сигнала на входе, на выходе может появляться некий сигнал из-за токов, протекающих через внутреннее сопротивление источника сигнала. Нельзя исключать кроме этого включение между входами «операционника» балансировочного резистора, задающего нужное напряжение смещения Uсм.
Примеры чаще всего видящихся включений своевременных усилителей и делаемые наряду с этим функции
В таблице DA1 — ОУ. k — коэффициент усиления, Uвх, Iвх, Uвых — ток и напряжение на выходе и входе.
Предельный выходной ток ОУ Iвых.макс определяет минимальное сопротивление присоединяемой нагрузки Rн.мин. Говоря об этом, нельзя не подчернуть, что многие современные модификации ОУ имеют каскад защиты от короткого замыкания и перегрузки на выходе.
Перечисленные параметры приводятся фактически во всех добротных справочниках по ОУ.
Убеждаясь на практике воистину в универсальных усилительных возможностях «операционников», приходится, но, констатировать и определенную предрасположенность их к некоей специализации. Более того, принято кроме того подразделять ОУ на пара видов:
— неспециализированного применения, на базе которых строятся узлы аппаратуры с неспециализированной погрешностью около одного процента;
— быстродействующие;
— прецизионные, с погрешностью не более десятых долей процента;
— микромощные;
— программируемые, отдельные параметры которых смогут изменяться посредством внешних цепей управления.
направляться также подчернуть, что ОУ вычислены по большей части на двуполярное питание со средней точкой; организовать его удается («схемными» способами) и при однополярном источнике питания.
Ну а сейчас, в то время, когда сделан маленький экскурс по параметрам и основным свойствам ОУ, нелишне разглядеть пара примеров применения этихполупроводниковых устройств в радиолюбительской практике.
Пожалуй, громаднейшее распространение взяли тут «операционники», трудясь в качестве «помощников» специальных микросхем — предварительных усилителей звуковых частот. В частности, заслуженное успех и признание сопутствовал (и до сих пор сопровождает!) схемное ответ УЗЧ для переносного радиоприемника с выходной мощностью до 0,3 Вт.
Рис.
1. Принципиальная топология и электрическая схема псевдопечатной платы усилителя звуковой частоты на микросхеме КР140УД8А и двух транзисторах КТ815А
В модернизированном автором варианте для того чтобы устройства (рис. 1) с функциями предварительного усилителя прекрасно справляется микросхема DA1 типа КР140УД8А. Двухтактный усилитель мощности безукоризненно трудится на транзисторах VT1, VT2 различного типа проводимости. С выхода последнего на вход 2 ОУ подается обратная сообщение по цепи R6, R3, С2.
Подбором резистора R5 в отсутствие сигнала устанавливают на эмиттерах транзисторов напряжение спокойствия, равное половине Uпит.. Другое — в соответствии с принципиальной электрической схемой, собираемой на псевдопечатной плате из фольгированного пластику где размещение радиодеталей продемонстрировано «на просвет», другими словами со стороны прорезанных в фольге токонепроводящих дорожек.
В таком самодельном УЗЧ смогут использоваться конденсаторы КЛС (С1, С3), К50-6 (С2, С4), резисторы МЛТ-0,125 и динамическая головка ВА1 мощностью 0,5—2 Вт при сопротивлении звуковой катушки порядка 8 Ом.
Не смотря на то, что ОУ не принадлежат к числу высокочастотных устройств, кое-какие модификации разрешают любителям собирать радиоприемные устройства, главное преимущество которых — небольшие габариты и простота конструкции. Хорошие результаты приобретают, к примеру, на «операционнике» типа КР140УД1Б (рис.
2), допускающем однополярное питание от миниатюрной батарейки GB1 типа L1028.
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема и монтажная плата микроприемника на базе операционного усилителя
Сигнал в диапазоне СВ воспринимается магнитной антенной WA1. Выделенный настроенным в резонанс колебательным контуром L1С1С2, он поступает на вход ОУ.
В недрах «операционника» происходят усиление радиосигнала, его усиление и детектирование звуковой составляющей, которая озвучивается ушным микротелефоном BF1 типа ТМ-4.
Наилучший режим для работы операционного усилителя КР140УД1Б возможно задавать по постоянному току резистором R1, а соответствующим подбором емкости конденсатора С4 (в пределах 20—200 пкФ) выделять участок диапазона, где нужно иметь повышенную чувствительность.
Предлагаемый же вариант разрабатывался в расчете на фиксированный прием самый почитаемой обладателем местной радиостанции. Конденсатор С2 тут — поручитель неотёсанной, а С1 —правильной настройки. При жажде вместо них возможно поставить переменный конденсатор типа КП-180, дабы иметь плавную перестройку колебательного контура (и приемника в целом) на пара радиостанций.
Катушка И в авторском варианте намотана проводом ПЭЛШО-0,12 на ферритовом стержне марки 400НН длиной 40—60 мм; число витков — порядка много. Достоянные конденсаторы типа КЛС (С2, С4) и К53-1 (С3), подстроечный — КТ4-21, резистор МЛТ-0,125. Монтажная плата выполнена по уже обрисованной технологии.
Рис. 3. Схемы генератора звуковой частоты (а) и прибора для поиска скрытой проводки (б)
Напоследок еще два занимательных технических ответы на базе ОУ, реализация которых в полной мере по силам любому, кроме того начинающему радиолюбителю. Первое имеется не что иное, как генератор звуковой частоты с хорошей ОС между входом и выходом (рис. За).
Переменный резистор R1 нужен тут для ОС — через диоды VD1, VD2. «Переменник» R2 регулирует частоту колебаний звукового диапазона, определяемого элементами схемы R1, С2.
При подключении электропитания на выходе 1 имеем периодический сигнал треугольной, а на выходе 2 — прямоугольной формы. Для громкого воспроизведения один из выходов подается на достаточно замечательный усилитель.
По преимуществу будет, думается, оценено читателями и последнее из предлагаемых ответов (рис. 3б).
Это компактный и чуткий прибор для поиска электропроводки, скрытой в штукатурке.
В то время, когда антенна WA1 (железный стержень или полоса фольги на плате) расположена у токонесущего провода, наводимые в ней «сетеаые 50 Гц» усиливаются КР140УД1208, и на выводе 6 «операционника» появляется напряжение, заставляющее светодиод АЛ307Б подавать достаточно сильный красный сигнал. И, напротив, у места обрыва проводки индикатор меркнет.
Ю. ПРОКОПЦЕВ
