ЧЕТЫРЕ АНАЛОГОВЫХ УСИЛИТЕЛЯ НА ДВУХ ЦИФРОВЫХ МИКРОСХЕМАХ КМОП
А. САМОЙЛЕНКО, г. Клин Московской обл.
Описываемое устройство может найти применение в радиолюбительских конструкциях в качестве счетверенного аналогового инвертирующего усилителя с большим коэффициентом усиления.
Усилитель можно питать однополярным напряжением 3...15 В. Коэффициент усиления - около 1000 при входном сопротивлении не менее 10 МОм. Входное напряжение в пределах от нуля до напряжения питания не вызывает порчи входной микросхемы. Пределы выходного напряжения - те же. Частотная полоса без дополнительной коррекции достигает нескольких мегагерц.
Узел построен на двух микросхемах (рис. 1). Линейный режим работы усилителя обеспечивают включением резистора обратной связи между выходом и входом.
Puc.1
Использование логического элемента структуры КМОП в качестве аналогового усилителя привлекает, по крайней мере, несколькими факторами. По сравнению с ОУ широкого применения, во-первых, входное сопротивление такого усилителя значительно больше, поэтому в цепях ОС при необходимости допустимо применять высокоомные резисторы. Во-вторых, полоса пропускания нескорректированного усилителя КМОП существенно шире, а АЧХ равномерна в более широкой частотной полосе. В-третьих, он не требует двуполярного питания. Четвертый фактор - его многофункциональность. Усилитель КМОП может работать и в стандартном режиме, т. е. в качестве цифрового элемента. Вторые входы элементов можно использовать для стробирования (включения и выключения) устройства.
Входы усилителя защищены встроенными диодами, что при включении во входную цепь токоограничительного резистора обеспечивает существенную перегрузочную способность. Наконец, поскольку цифровые микросхемы состоят из нескольких логических элементов, радиолюбитель получает сразу до четырех усилителей КМОП.
Выбор использованных в узле микросхем не случаен. В составе К561ЛП2 - восемь инверторов, которые внутри микросхемы соединены по сигналу попарно последовательно, что при прочих равных условиях уменьшает число необходимых внешних соединений, а значит, и паразитных емкостей. Для обеспечения аналогового режима часть входов элементов обеих микросхем нужно соединять с общим проводом. Микросхема К561ЛЕ5 хороша здесь тем, что ее "заземляемые" выводы имеют такие же номера, как и у К561ЛП2.
Все это позволяет так смонтировать обе микросхемы на плате, что они будут занимать место, отведенное для одного четырнадцативыводного корпуса: их устанавливают в два этажа, подгибают и некоторые их выводы спаивают, как показано на рис. 2. Разумеется, не исключен и стандартный монтаж микросхем.
Puc.2
При необходимости коррекции АЧХ отдельного усилителя допустимо выход логических элементов микросхемы OD1 шунтировать конденсатором емкостью до 1000 пФ.
Радио 3/2000, с.44.