Каталог статей

Главная » Все схемы » Схемы устройств на микроконтроллерах » Устройства на микроконтроллерах

Выбранная схема!!!


2875
Входные усилители сигналов.Усилители на микросхемах

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.


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;


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


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;


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


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.


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


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;


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.


Категория: Устройства на микроконтроллерах | Добавил: Администратор (13.11.2011)
Просмотров: 5655 | Теги: входные, сигналов.Усилители, усилители, микросхемах, НА | Рейтинг: 0.0/0


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016