다중 채널 증폭 장치. 계획, 설명

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채널 수가 수십에 달하는 증폭 장치는 생체의학 장비, 열화상 스캐닝 장치 및 기타 무선 전자 장치의 센서에서 정보를 수집하는 시스템에 사용됩니다[1-4].

나는 대중 문헌[5. 6] 반도체 다이오드를 제어 요소로 사용한다는 사실 때문입니다[7]. 일반적으로 증폭 장치[8, 9]의 조정 가능한 장치에 사용되는 보다 복잡한 바이폴라 또는 전계 효과 트랜지스터와 비교하여 이러한 가장 단순한 반도체 장치는 전기 매개변수의 기술적 확산이 더 작습니다. 설명된 다중 채널 증폭 장치에서 제어된 요소로 반도체 다이오드를 사용하면 많은 실제 응용 프로그램에 허용되는 이득 제어 한계와 비선형 왜곡 수준으로 개별 채널의 이득에서 비교적 작은 확산을 간단한 수단으로 달성할 수 있습니다.

주요 기술 특성

증폭 채널 수...........32
전압 이득의 상한 값, ........... 1000 이상
전압 이득의 조절 한계, dB, 이상 ........... 15
평균값, °о에 대한 개별 채널의 전압 이득의 확산, ........... 5 이하
비선형 왜곡 계수, °o, 이하 ........... 5
작동 주파수 간격, Hz. 이상 ...........20...150 000
제어 전압, V...........0...5
공급 전압, V ........... 9
총 소비전력 W 더 이상..........1

다채널 증폭 장치
그림. 1

증폭 장치의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 1 동일한 증폭 채널 A32-A1와 모든 채널 제어 장치 AZZ에 대한 공통으로 구성됩니다. 저항 R1 "게인"으로 채널의 게인 조정 채널 A32-A1는 구성표가 동일하므로 아래에서는 AXNUMX만 설명합니다.

채널은 연산 증폭기 1DA1 1DA2에서 증폭의 두 단계로 구성됩니다. 커패시터 1C1, 1C2 및 1C4는 각각 채널 대역폭의 하한 및 상한을 결정하고, 커패시터 1C3은 전원 회로의 필터입니다. 저항 1R5, 1R9는 연산 증폭기의 제어 전류를 설정합니다.

채널의 첫 번째 단계의 이득은 저항 1R1 및 1R4의 저항 비율에 의해 결정됩니다. 저항 1R1 및 1R2는 전압 분배기를 형성하여 입력에서 일정한 구성 요소의 허용 값을 2,5R2 / ( R1 + R2) V, 산화물 커패시터 1C1의 전압 극성 반전 가능성 방지. 저항 1R2는 이득에 실질적인 영향을 미치지 않습니다.

연산 증폭기 1DA2의 두 번째 단계에서 수행되는 채널 이득 제어는 제어 입력에 공급되는 전압이 변경될 때 다이오드 1VD1, 1VD2의 전도도를 변경하여 구현됩니다(채널의 핀 7). 이 입력에서 전압이 증가하면 1VD2 다이오드의 전도도가 증가하여 1VD21R7 회로의 저항이 감소하고 1VD1 다이오드를 통과하는 전류가 증가합니다. 결과적으로 1VD1 다이오드의 전도도가 증가하고 1VD11R3 회로의 저항이 감소합니다.

1VD1 다이오드와 1R3 저항은 연산 증폭기 1DA2를 덮는 부귀환 회로에 포함되어 있으므로 1VD11R3 회로의 저항이 감소할수록 스테이지 이득이 증가한다. 제어 입력의 전압이 감소하면 위의 과정이 반대 방향으로 발생하여 전압 이득이 감소합니다.

다채널 증폭 장치
그림. 2

무화과에. 2는 회로에 따라 저항 R175 "게인"의 중간 출력에서 측정된 제어 전압 UNnP에 대한 전압 이득 DeltaK의 증분과 1와 동일하고 XNUMX으로 취한 최소값에 대한 의존성을 보여줍니다.

AZZ 제어 장치에는 단극 전원 공급 모드에서 연산 증폭기 채널의 정상적인 작동을 보장하는 데 필요한 바이어스 전압 소스가 포함되어 있습니다. 소스는 연산 증폭기 33DA1과 트랜지스터 33VT1로 구성됩니다. 버퍼 트랜지스터 33VT2의 이미 터에서 전압이 채널의 제어 입력으로 제거됩니다. 제어 장치 AZZ 및 채널 A1-A32의 노드는 전압 조정기 5DA33에서 +2V로 전원이 공급됩니다. 가변 저항 R1 "Gain"이 동일한 소스에 연결됩니다.

증폭 장치에는 산화물 반도체 탄탈 커패시터 K53-56 및 세라믹 K10-17v가 사용됩니다. 표면 장착용으로 설계되었습니다. 모든 커패시터는 인쇄면에서 기판에 납땜됩니다. 저항기 - S2-29V 및 S2-33, 저항기 R1 "게인" - SP4-1a KT503B 트랜지스터는 유사한 매개변수를 가진 모든 실리콘 npn 트랜지스터로 대체할 수 있습니다. 칩 1407UDZ 및 140UD12는 K1407UDZ 및 K140UD12로 교체할 수 있습니다. 각각 140UD1201 K140UD1201 및 A776N입니다. KR142EN5A 대신 스태빌라이저 7805를 사용할 수 있습니다.

다채널 증폭 장치
그림. 3

채널 A1-A32 및 제어 장치 AZZ는 두께 1mm의 한면에 적층 된 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. 채널의 인쇄 회로 기판 도면이 그림 3에 나와 있습니다. 4 및 제어 장치 보드 - 그림. 넷.

다채널 증폭 장치
그림. 4

채널의 인쇄 회로 기판과 제어 장치는 입력 및 출력 커넥터가 장착된 공통 금속 케이스에 배치됩니다. 원격 제어를 가능하게 하기 위해 저항 R1 "게인"은 하우징 외부에 있습니다.

채널의 설정 및 기능의 제어 단위는 알려진 방법에 따라 수행되지 않습니다. 필요한 경우 저항 33R2를 선택하면 채널 A1-A32의 최대 출력 신호에 대한 양방향 대칭 제한이 달성됩니다. 커패시터 NC4를 선택하면 해당 채널의 진폭-주파수 특성이 상위 주파수 범위에서 수정됩니다. .

각 채널의 전압 이득 계수 xi의 상대적 확산 추정은 다음 공식에 따라 수행됩니다.

xi = (1 - 킬로그램) 100%,

여기서 K, - 채널 전압 이득; KL, p - 모든 채널의 전압 이득의 산술 평균. 채널 이득의 상대적 확산은 저항 NR3, NR7 또는 다이오드 NVD1, NVD2를 선택하여 제어 간격에서 균등화됩니다.

문학

1. Yarichin E. M., Shurygin N. A. 다중 채널 증폭기 - 장치 및 실험 기술 1986, No. 5. p. 123-125
2. 다채널 디커플링 증폭기. - 전자, 1975. 14호, p. 83 84
3. Furman I., Zvonarev E. Texas Instruments Burn-Brown - 전자 부품의 대수, 프로그래밍 가능, 통합 및 전압 제어 증폭기, 2005년, p. 85-89.
4. Makarov A. S., Omelaev A. I., Filippov V. A. 스캐닝 열화상 시스템 개발 및 평가 기술 소개 - Kazan. Unipress, 1998, pp. 8-15.
5. Eritsev V., Tokarev V., Fedorov S. 전자 이득 제어. - 라디오 1980. 2번, 38페이지
6. silvaneto에서 전자적으로 조절되는 V'lnarov N. Predulsilvatel. - 라디오, 텔레비전, 전자 제품. 1981년, 5호, p. 28.
7. Sindinsky V. 원격 이득 제어. - 라디오, 1968. 3번, p. 40, 41
8. Kisterny N. 전자 신호 레벨 조정기 - Radio, 1989, No. 11, pp. 49-52.
9. Kreydich S. 전계 효과 트랜지스터 컨트롤러 - Radio, 1980, No. 2, p. 35-37.

저자: O. Ilyin, Kazan; 발행: radioradar.net

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