Простой источник двуполярного напряжения для ОУ

Известно, что реализовать в полной мере возможности операционных усилителей можно только при питании их от двуполярного источника. Однако чаще всего в домашней лаборатории радиолюбителя имеется только однополярный источник. Для питания устройств с относительно небольшим числом ОУ (потребляющих ток до 100 мА) можно применить преобразователь, который позволяет сформировать двуполярное напряжение.

Преобразователь (рис. 4.27) состоит из генератора прямоугольных импульсов, выполненного на элементах DD1.1, DDI.2, формирователя на включенных параллельно (для увеличения нагрузочной способности генератора) инверторах DDI.3...DDI.6 и четырех ключей: двух — на транзисторах VT1, VT2 и VT3, VT4 и двух — на диодах VD2, VD3 и VD4, VD5. Транзисторные ключи по переменному току включены последовательно, сигналы на их входе противофазны.

Частота прямоугольных импульсов, поступающих с генератора, — около 10 кГц. Однако напряжение на конденсаторе С2 (а также и на конденсаторе СЗ) несколько ниже напряжения источника питания и зависит от тока нагрузки (чем он больше, тем больше потери на открытых транзисторе и диоде). Поэтому для выравнивания напряжения плеч введен резистор R8.

Конденсаторы С4 и С6 служат для устранения паразитного возбуждения генератора на высокой частоте. Цепь VD1, R3 позволяет приблизить скважность выходных импульсов генератора к значению, равному двум.

Без нагрузки преобразователь потребляет ток около 20 мА. Размах напряжения пульсаций на выходе преобразователя при токе нагрузки 100 мА — не более 5 мВ.

Выходное сопротивление преобразователя примерно равно 10 Ом. Если преобразователь будет работать при токе нагрузки до 50 мА, его можно существенно упростить, отказавшись от ключей VT3, VT4 и VD4, VD5 — устройство в этом случае становится одно-тактным. Однако нагрузочная способность такого преобразователя намного хуже, а размах пульсаций (при токе нагрузки 50 мА) достигает 25 мВ. Транзисторы для преобразователя могут иметь любой буквенный индекс, но желательно выбрать их с возможно большим статическим коэффициентом передачи тока базы.

Вместо КТ502Б можно применить транзисторы КТ313Б, а вместо КТ503Б — КТ603Б или КТ608Б. Следует заметить, что такая замена может повлечь уменьшение напряжения на выходе нижнего плеча преобразователя примерно на 0,3...0,7 В. Вместо Д311А подойдут диоды КД510А, КД522Б.