Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

Рассказать в:

Чтобы увеличить амплитуду очень слабых входных сигналов, применяют микросхемы интегральных ОУ. Коэффициент усиления и питающие напряжения ОУ выбираются такими, чтобы на вход М К поступали сигналы в диапазоне цифровых (НИЗКИЙ/ВЫСОКИЙ) или аналоговых (+0.05... vсс-0.05 В) уровней.

Из широкораспространённых ОУ часто используют «классические» lm358, lm324, lm2902, tl062, допускающие работу как при однополярном питании +3...+30 В, так и при двухполярном питании ±(1.5... 15) В. Типовой ток потребления 1...2 мА; ток нагрузки до 40...50 мА; коэффициент усиления не менее 100000.

Для снижения амплитудных искажений рекомендуется выбирать специальные типы ОУ, допускающих размах сигналов «rail-to-rail» по входу и (или) «rail-to-rail» по выходу. Для справки, «rail» в переводе с английского — это «перила, поручни, рельсы», в электронике — это пороговые напряжения вблизи gnd и vсс.

На Рис. 3.19, а...ц показаны схемы усилителей сигналов на одиночных ОУ, а на Рис. 3.20, а...ж — усилителей сигналов, состоящих из нескольких ОУ.

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

Рис. 3.19. Схемы усилителей сигналов на одиночных ОУ (начало):

а) высокое входное сопротивление за счёт повторителя напряжения на микросхеме da1\

б) прямое соединение ОУ da1 с МК применяется, если они питаются от единого источника положительного напряжения +3...+5 В при отсутствии отрицательного питания ОУ;

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

О Рис. 3.19. Схемы усилителей сигналов на одиночных ОУ (продолжение):

в) защитный диод vd1 может отсутствовать, если ток, протекающий через резистор r4 при отрицательном напряжении на выходе ОУ, меньше 1 мА. Это ток через внутренний диод МК;

г) делитель на резисторах r2, r3 снижает максимальное напряжение, подаваемое на линию МК с выхода ОУ da 1, с +12 до +5 В (резисторное согласование уровней);

д) резистор r2 регулирует усиление каскада на микросхеме da1. Цепочка r3, С2 сглаживает «шорохи», возникающие при механическом вращении движка резистора r2;е) ОУ на микросхеме da 1 не имеет обратных связей и выполняет функцию компаратора. Порог регулируется резистором r3, элементы защиты — r2, vd1, vd2, С1;

ж) резистор r1 — это нагрузка выхода интегрального компаратора da 1, имеющего открытый коллектор. Возможные замены — lm392n, lm311;

з) ОУ da 1 выполняет функцию компаратора, сравнивающего входной сигнал с напряжением +2.5 В (делитель r1, r2). Конденсатор С/ устраняет самовозбуждение на высоких частотах;

и) резистор r1 обязателен при питании ОУ da 1 от напряжений больше, чем +5 В, и меньше, чем-5 В. Этот резистор ограничивает ток, протекающий через внутренние защитные диоды МК при большом положительном и при большом отрицательном напряжении на выходе ОУ; О

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

к) преобразователь уровней: на входе -5...+5 В, на выходе 0...+5 В. Резисторами r3, r4 подбирается точная центровка и коэффициент ослабления сигнала, приходящего к МК;

л) резистором r5 регулируется постоянная составляющая на входе МК;

м) сигнал верхнего входа от датчика скорости «привязан» к уровню +2.5 В через делитель r3, r4. Диоды vd1, vd2 — защитные, конденсаторы С1, С2 фильтрующие;

н) резистор r2 защищает МК от отрицательного напряжения -5 В, которое может появиться на выходе da 1. Если движок резистора r1 перевести в крайнее правое положение, то da i из интегратора превращается в повторитель напряжения;

о) входной сигнал проходит через активный ФНЧ с частотой среза 22 кГц. Если амплитуда на входе АЦП МК больше, чем 0...+5 В, то надо последовательно поставить резистор 1...10кОм;

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

п) входной усилитель выполнен на высокоскоростном ОУ da1 и имеет защиту от всплесков напряжения с помощью диодов Шоттки vdi, vd2. Диапазон частот до 10 МГц;

р) регулировка чувствительности (усиления) переменным резистором r2;

с) диод vd1 не пропускает отрицательную полуволну напряжения. Резистор r2 ограничивает ток через внутренний диод МК при амплитуде на выходе da1 больше, чем +5 В;

т) резистор обратной связи r1, в отличие от аналогичных схем, соединяется с защитным резистором r2 на входе МК, а не на выходе ОУ da;

у) трёхполосный регулятор тембра с коррекцией АЧХ на низких (r4), средних (r5) и верхних (r6) частотах. Напряжение +2.5 В может подаваться от ИОН МК; О

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

ф) усилитель da1 является компаратором, порог срабатывания которого определяется резистором r4. На выводе 3 микросхемы da1 суммируются отрицательное (резистор r1) и положительное (резисторы r4, r6) напряжения. Конденсатор С/ сглаживает пульсации сигнала ШИМ, генерируемого с выхода МК;

х) активный ФНЧ на микросхеме da 1 дополняется пассивным ФНЧ на элементах r3, СЗ. Делитель r3, согласует уровни сигналов, поскольку у da1 и МК разное питание;

ц) защита входа МК стабилитроном vd1 и резисторами r2, r3, что необходимо при высоком двухполярном напряжении питания ОУ da1.

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

Рис. 3.20. Схемы усилителей сигналов на нескольких ОУ (начало): а) на входы МК поступают сигналы, сдвинутые противофазно левой и правой половинами ОУ da1. Входной сигнал ubx поступает с линейного выхода звуковой карты компьютера; О

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

О Рис. 3.20. Схемы усилителей сигналов на нескольких ОУ (продолжение):

б) dai — это точный дифференциальный усилитель, который принимает сигналы с двух датчиков кардиографа. На ОУ da2 выполнен активный ФНЧ;

в) активный ФНЧ с характеристикой Бесселя и частотой среза 3.4 кГц. Особенность — повторитель напряжения da 1.2 снижает импеданс в средней точке ОУ da 1.1, da 1.3;

г) da1.1 — это буфер, da 1.2 — инвертирующий компаратор с порогом включения около +4 В (определяется делителем r4, r5). При срабатывании компаратора открывается диод vd4;

Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

д) усилитель звуковых сигналов от звукоснимателя электрогитары (ri3 — симметрия);

е) на верхний, средний и нижний входы МК поступают, соответственно, исходный сигнал, прошедший одну ступень фильтрации и прошедший две ступени фильтрации. Частота среза ФНЧ регулируется элементами r3...r6, С2...С5, при этом должны выполняться условия:r3 = r4 = r5 = r6 и c2 = 2С3, С5 - 2С4;

ж) измеритель пульсаций входного напряжения. Для повышения точности следует использовать АЦП МК в дифференциальном режиме.


Раздел: [Устройства на микроконтроллерах]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Наше сообщество в VK, а ты с нами? Присоединяйся!!!
Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru