Усилители сигналов на транзисторах (для МК)

Сигналы, поступающие от датчиков, как правило, имеют малую амплитуду, недостаточную для непосредственной обработки в МК. Требуются входные усилители напряжения. Простейшие из них строятся на маломощных транзисторах общего применения. Их конкретные названия и частотные свойства особой роли не играют. Это связано с тем, что параметры современных кремниевых транзисторов примерно одинаковы у разных фирм-изготовителей, а быстродействие — на порядок-два выше, чем может обработать МК.

На Рис. показаны схемы входных транзисторных усилителей. При большом уровне сигналов они превращаются в формирователи прямоугольных импульсов с высокой крутизной фронтов.

Рис. 3

а) диоды VDI, VD2ограничивают входной сигнал по амплитуде. Цепочки RI,CI и R3, L1 служат для коррекции фронтов сигнала. Чувствительность 200 мВ, максимальная входная частота 10...30 МГц. Чтобы понизить частоту сигнала, вместо резистора R4ставят цифровой делитель;

б) резистором R1 плавно регулируется чувствительность. Допустимая частота до 1 МГц;

в) входной сигнал £/вх проходит через два противофазных канала на две линии МК;

Рис. 3.18. Схемы входных транзисторных усилителей (продолжение):

г) широкополосный усилитель с диапазоном частот 30 Гц... 100 МГц. Входное сопротивление не менее 1 МОм на частоте 1 кГц, чувствительность 75 мВ;

д) усилитель напряжения С.Чекчеева. Особенности: высокая линейность и низкий уровень гармоник. Коэффициент усиления определяется числом последовательно включённых диодов, в данном случае Ку = 4;

е) широкополосный усилитель-ограничитель. Чувствительность 50 мВ, диапазон частот до 40 МГц. Для ВЧ-сигналов (более 1...5 МГц) на входе МК надо ставить цифровой делитель;

ж) аналогично Рис. 3.18, д, но коэффициент усиления определяется числом последовательно включённых транзисторов, в данном случае Ку = 3;

з) элементы RI, R2, С1...СЗ корректируют АЧХ в области низких и высоких частот. Резистором R3 выбирается оптимальная рабочая точка транзистора VT1. Диод VD1 — защитный;

Рис. 3.18. Схемы входных транзисторных усилителей {продолжение):

и) транзисторы VT2, VT3 включены по схеме «токовое зеркало». Диоды VDI, VD2 ограничивают входной сигнал по амплитуде «сверху» и «снизу». Диод VD3отсекает шумы и помехи;

к) дифференциальный импульсный усилитель на транзисторах VTI, VT2

л) на вход МК поступает усиленный аналоговый сигнал и цифровая последовательность (U[iX2). Элементы С1, С2, R4, R5, VD1 служат для развязки каналов;

м) усилитель с простейшим полосовым фильтром на транзисторе VT1. Конденсатор С1 «срезает» амплитуду сигналов на низких, а конденсатор С2 — на высоких частотах;

н) через резистор RI подаётся питание +5 В на внешнее устройство, подключаемое к разъёму XS1. ВЧ-сигнал от внешнего устройства усиливается транзистором VTI. Входное сопротивление со стороны разъема XS1 по высокой частоте составляет примерно 100 Ом (это номинал резистора /?/), при этом условно считается, что конденсатор С1 по переменному току закорочен; О

Рис. 3.18. Схемы входных транзисторных усилителей (окончание):

о) транзистор VTI находится в режиме отсечки и открывается только положительной полуволной входного сигнала. При больших номиналах элементов R2, С2 и высокой частоте приёма, на входе МК будет постоянно удерживаться НИЗКИЙ уровень (детектор наличия сигнала);

п) транзисторный усилитель с повышенным входным сопротивлением (определяется резистором /?5и параметром h2]3 транзисторов VTI, VT2). Резистором RI задаётся чувствительность.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. (Выпуск 1)