Главная Операционные усилители



Глава 22

ПРИМЕРЬ! ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Существует ряд электронных устройств, которые особенно широко распространены в электронном оборудовании, применяемом для научных исследований, в промышленности и т. д. В этой главе мы рассмотрим некоторые из них и дадим информацию, достаточную для их воспроизведения. Я сам изготовил и испытал каждую из схем, приведенных в этой главе, и убедился, что все они работоспособны. Поэтому вы смело можете браться за проектирование и изготовление подобных устройств, даже если у вас нет диплома инженера-электронщика.

Предварительные замечания

Некоторые устройства конструируются как составные части системы приборов, располагаемых в одной общей монтажной стойке. Для них выбирают модульные корпуса типа EFP 204-6.6 фирмы Vector, подходящие к несущей стойке, выпускаемой той же фирмой. В других случаях модульности не требуется и проектируемое устройство конструктивно выполняется в виде отдельного прибора в красивом покупном корпусе. Пожалуйста, не думайте, что любая представленная здесь схема окончательна и не допускает никаких изменений только потому, что она опубликована в этой книге. Каждый пример рассчитан на широкий круг читателей, а у вас может и не быть тех проблем, которые стоят перед гипотетическим «средним» читателем. Чувствуйте себя абсолютно свободно в отношении изменения моих схем с целью удовлетворения своих собственных нужд. Копирование моих схем польстило бы мне, и вы, если хотите, можете сообщить мне о том, что вы воспроизвели мою схему. Однако я предпочел бы, если бы вы немного подумали и видоизменили схему, приспособив ее для собственных целей. Приятней всего мне было бы услышать такие слова «...точно так же, как в книге Кара, за исключением...» Чтобы помочь вам видоизменять схемы, в этой главе приводятся рассуждения о том, почему те или иные вещи делаются тем или иным образом. Приводятся также, где это необходимо, соответствующие расчетные формулы.



При разработке электронного прибора всегда могут возникнуть затруднения. Фактически в любой электронной лаборатории действуют «принципы» Финагля и Мэрфи. Я уже рассказывал о тех неприятностях, с которыми мне самому пришлось столкнуться на практике. К несчастью, их гораздо легче перечислить, чем избежать. Чтобы понять характер ожидаемых проблем и характер действий, которые всем нужно будет предпринять, когда вы натолкнетесь, на них, прочитайте всю главу, а вернее нужно прочитать всю книгу, прежде чем приступать к созданию любого конкретного устройства.

Предусилитель с одним выходом и небольшим усилением

В некоторых случаях необходимо повысить уровень сигнала на небольшую величину. Рассматриваемый в этом разделе усилитель обеспечивает усиление по напряжению от 1 до 100 в зависимости от его настройки. Необходимость в таком усилителе часто возникает при создании аппаратуры, состоящей из разнообразных приборов, изготовленных в разное время разными фирмами по различным технологиям. Например, может потребоваться усилить выходной сигнал какого-либо прибора до уровня, совместимого с полным диапазоном ленточного самописца, аналогового входа цифровой вычислительной машины (см. раздел АЦП в гл. 14) или входа осциллографа.

Такой усилитель может понадобиться по целому ряду причин. Одна из них состоит в том, что полный диапазон выходного сигнала прибора или датчика может составлять всего лишь небольшую часть полного диапазона входных сигналов устройства индикации. Усилитель позволяет увеличить размах изображения на индикаторе и добиться тем самым лучшего разрешения. Может быть и такой случай, что прибор или датчик, используемый для измерения, во время некоторого эксперимента работает только в нижней части своего диапазона. В этом случае мы также можем усилить его выходной сигнал и улучшить разрешение.

Для сопряжения различных приборов в описанных выше ситуациях специально приспособлен предусилитель с одним выходом и средним усилением. Он имеет два диапазона усиления: от О до 10 и от О до 100 и может воспринимать без перехода в насыщения входные напряжения до 1 В в диапазоне X 10 и до 0,1 В (100 мВ) в диапазоне ХЮО. Поскольку большинство осциллографов, аналого-цифровых преобразователей и ленточных самописцев приспособлено к входным сигналам в диапазоне от 1 до 10 В, то мы со всем основанием можем ожидать, что наш усилитель может согласовать эти устройства почти с любым прибором, имеющим выход типа источника напряжения. Схему можно видоизменить так, чтобы получить больший диапазон выходных напряжений. Для этого нужно



ЮпОм

Ботт

Питание /па„гу7

Пу X ЮпПм

ЮпОм . ,

1 По/11)м I ffur (ешоО/юр 1 по( тонн ног гмги,сниг)


-oiC( В пост тока) 100 О/и Д,

-о Земля

?0П мкФ

5 le iSB пост топа)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [111] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.0154