4.3 Расчет выходного усилителя мощности
Выходной усилитель мощности DA4 (рис. 4.3) реализован на мощном операционном усилителе LM675 с максимальным выходным током 0.5А. Напряжение на выходе преобразователя напряжение-ток (–15В…15В).Чтобы получить заданный диапазон напряжения на входе регулятора (–15В…15В), коэффициент усиления усилителя мощности должен быть равен 1. Исходя из этого, выбираем сопротивления R17, R18, R19:
Рис. 4.3 – усилитель мощности
4.4 Программируемый усилитель
В качестве программируемого усилителя возьмём усилитель с цифровым управлением.
Усилители данного типа реализуются на основе операционных усилителей. В качестве программируемого элемента используется цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), сопротивление резистивной матрицы которого (RМ) изменяется в зависимости от цифрового кода. Наиболее широко в схемах с программируемым коэффициентом усиления используется микросхема К572ПА1.
Рисунок
4.4 – усилитель с цифровым управлением
На рис.4.4 ЦАП типа
К572ПА1 построенный на основе матрицы R
– 2R, включен таким образом, что
сопротивление резистивной матрицы RМ
находится в цепи обратной связи
операционного усилителя, а входной
сигнал подается на внешний вывод
внутреннего резистора RОС ЦАП (вход 16
), величина которого равна RОС
R.
Таким образом формируется инвертирующий
усилитель с переменным сопротивлением
в цепи обратной связи. В схеме выходное
напряжение усилителя выполняет роль
опорного напряжения ЦАП, а ток в цепи
обратной связи IОС = UВЫХ / RМ , где
Величины ai в данном выражении принимают значения 0 или 1 в зависимости от того, какое напряжение (логическая 1 или логический 0) подается на соответствующий цифровой вход ЦАП.
В соответствии с принципом работы инвертирующего усилителя , коэффициент усиления по напряжению схемы
Когда на всех цифровых входах логические единицы ( все аi = 1) , коэффициент усиления схемы минимален и равен Кu = 0,999. При наращивании цифрового кода коэффициент усиления возрастает и достигает максимального значения Кu =1024, когда содержится логическая единица только в младшем разряде (а10 = 1), а во всех остальных логические нули.
4.5 Акустический генератор
Рисунок 4.4 –
акустический генератор
Элементы DD4.1, DD4.2 включены симметрично относительно друг друга, то есть выход каждого элемента через соответствующий конденсатор соединен со входами соседнего. После включения питания на выходах элементов DD4.1 и DD4.2 появляется высокий логический уровень напряжения, так как на их входы через резисторы R1 и R2 подано напряжение низкого логического уровня. Одновременно начинают заряжаться конденсаторы С13 и С15. Как только на одном из конденсаторов, например С15, напряжение достигнет уровня логической 1, элемент DD4.1 переключится и на его выходе установится низкий логический уровень напряжения. Конденсатор С13, не успев зарядиться до напряжения логической 1, начнет перезаряжаться. Когда процесс перезарядки С13 закончится, произойдет переключение элемента DD4.2, и на его выходе появится логический 0. Далее начнет разряжаться конденсатор С15, после чего на выходе DD4.1 вновь появится напряжение низкого уровня и DD4.1 переключится. Теперь, в свою очередь, разрядится конденсатор С13 и произойдет переключение элемента DD4.2. После этого на его выходе вновь появится логическая 1. Далее процесс перезарядки конденсаторов и переключения элементов микросхемы повторится заново. Более того, за счет существования положительной обратной связи между DD4.1 и DD4.2 он становится бесконечным во времени, и на выходе DD1.2 появляются низкочастотные импульсы прямоугольной формы. Максимальная величина амплитуды импульса равна величине напряжения высокого логического уровня, а минимальная — величине напряжения низкого логического уровня. Длительность каждого импульса равна половине периода следования и определяется величинами емкости конденсаторов Cl3, C15 и сопротивлений резисторов Rl7, R18. Динамическая головка ВА1 преобразует электрические импульсы в колебания звуковой частоты.