Простий підсилювач на елементі з відкритим колекторним виходом можна побудувати за схемою, наведеною на рис. 9,6 [5]. Для нього характерна особливість-підбором резистора R2 можна в значних межах змінювати коефіцієнт посилення. Так, при R2 = 330 Ом коефіцієнт підсилення буде 45, при R2-680 Ом – 50, при R2 = 1,7 кОм – 77, а при R2 = 7,4 кОм – 89. При атом, звичайно, змінюється і вихідний опір підсилювача, що необхідно враховувати.

Недоліком описаних тут простих підсилювачів є невисока вхідний опір, що обмежує область їх застосування. До того ж коефіцієнт посилення невеликий. Усунути цей недолік можна використанням спільно з елементом транзисторів, в тому числі і польових. Коефіцієнт підсилення можна підвищити послідовним включенням підсилювальних каскадів.

Схема такого підсилювача показана на рис. 10 [6], його вхідний опір 1 МОм, коефіцієнт підсилення 400, смуга підсилюються частот 1 кГц … … 25 МГц. Підсилювач можна використовувати, наприклад, в якості підсилювача вертикального відхилення променя осцилографа, він, як правило, налагодження не вимагає.

Цифрова мікросхема зазвичай містить кілька ідентичних елементів, виконаних на одному кристалі, які можна використовувати в одному пристрої. Це дозволяє створювати багатоканальні підсилювачі з ідентичним »характеристиками в широкому діапазоні температур і живлячих напруг.

Рис. 9. Принципові схеми простих підсилювачів на логічних елементах

Рис. 10. Принципова схема комбінованого підсилювача

Прикладом тому може служити двоканальний підсилювач імпульсних і синусоїдальних сигналів, схема якого показана на рис. 11 [4]. Він зібраний на одній мікросхемі K133J1A3 і двох транзисторах КТ315. Основні характеристики підсилювача: коефіцієнт посилення – 50, неідентичність каналів – не більше 0,5%, вихідний опір 50 Ом, вхідний опір 5 кОм, верхня гранична частота 40 МГц. Розв’язка між каналами на частоті 1 МГц – не менше 30 дБ.

Елементи ЕСЛ є найбільш високочастотними і на їх виходах працюють емітерний повторювачі, що дозволяє використовувати їх для роботи на високочастотний кабель. Наявність на лередаточной характеристиці поряд з лінійним ділянкою також і нелінійного, на якому крутість характеристики плавно змінюється, відкриває можливість будувати на їх основі радіочастотні підсилювачі з електронним регулюванням посилення. Схема можливого варіанту такого варіанту підсилювача наведена на рис. 12, а. Його основні характеристики: коефіцієнт підсилення 13 дБ (на навантаженні 50 Ом), максимальне неспотворене вихідна напруга 200 … 300 мВ. Амплітудно-частотна характеристика підсилювача зображена на рис. 12,6. Якщо на висновок 7 DD1 подавати регулює напругу Uper – 1,5 … 1,2 В, то можна змінювати ї коефіцієнт підсилення. Принцип регулювання неважко зрозуміти, розглядаючи схему елемента. Якщо на базу транзистора VT1 з виходу елемента подати напругу ООС і вхідний сигнал, то елемент стане працювати як підсилювач сигналу. Транзистор VT2 буде закрито, і в роботі підсилювача не бере участь. Якщо на базу транзистора VT2 подати напругу-1, 5 В і більше, то він почне відкриватися, транзистор VT1 – закриватися, коефіцієнт посилення зменшуватися. Таке регулювання дозволяє здійснювати дистанційне керування або охопити підсилювач системою автоматичного регулювання посилення ((АРУ). Регулювальна характеристика підсилювача показана на рис. .12, В,

Рис. 11. Принципова схема двоканального підсилювача

У елементів КМОП найбільш протяжний лінійний ділянку передавальної характеристики, тому застосування його в підсилювачах вельми бажано. Підсилювач на чотиривходових елементі (рис. 13, а) споживає від джерела живлення напругою 9 В струм близько 1,5 мА. Амплітудна характеристика такого підсилювача на частоті 100 кГц, працюючого на високоомних навантаження, показана на рис. 13,6. Підсилювач має порівняно великий коефіцієнт підсилення (рис. 13, в) і непогані частотні характеристики. Порівняно невеликий рівень неспотвореного вихідного сигналу пояснюється тим, що у багатовхіді елемента за рахунок ООС через резистор R1 робоча точка встановлюється автоматично, але не в середині лінійної ділянки передавальної характеристики. При використанні елементів з меншим числом входів робоча точка знаходиться ближче до середини, тому на виході підсилювача можна отримати більше значення неспотвореного сигналу. Гідність такого підсилювача-великий вхідний опір, що дозволяє підключати його безпосередньо до магнітної антени радіоприймача.

Елементи КМОН можна використовувати для підсилювачів 34, схема одного з таких підсилювачів наведена на рис. 14, а [7]. При коефіцієнті підсилення близько 20 дБ і вихідній напрузі до 11,5 В коефіцієнт гармонік не перевищує 0,16%. Два таких каскаду, включених послідовно, можна з успіхом використовувати в мікрофонному підсилювачі або попередньому підсилювачі 34 радіоприймача.

Рис. 12. Підсилювач на елементі ЕСЛ

Загальний недолік підсилювачів на елементах КМОН – високе вихідний опір. Усунути його можна установкою на виході елемента емітер-ного повторювача на транзисторі і включення його в ланцюг ООС, як це зроблено в підсилювачі за схемою на рис. 14,6 [7]. Крім зменшення вихідного опору, транзистор дозволяє змістити робочу крапку елемента вгору або вініз по лінійному ділянці (В залежності від структури застосованого транзистора) і наблизити до середини, – Коефіцієнт посилення таких підсилювачів залежить від співвідношення опорів резисторів R1 і R2 і його можна визначити за формулою [7]

де Кмах – коефіцієнт підсилення елемента в лінійному режимі. Всі елементи, які використовуються в описаних тут підсилювачах, мають від двох до чотирьох рівнозначних входів, що дозволяє використовувати їх в мікшерах або суматора сигналів. Схема одного з таких підсилювальних пристроїв наведено на рис. 15 [7]. Завдяки усуненню ООС по змінному струму за рахунок установка конденсатора С4 і хорошою розв’язки між входами елемента, взаємний вплив джерел сигналу практично виключається.

Рис. 13. Підсилювач ВЧ на елементі КМОП

Рис. 14. Принципові схеми підсилювачів на елементі КМОП

Багатовхіді елементи можна також використовувати для побудови стробований, тобто електрично керованих (що включаються і вимикаються) підсилювачів. Приклад тому – підсилювач, зібраний за схемою рис. 16. Подаючи на керуючий вхід напруга, відповідне високому або низькому логічним рівням, підсилювачем можна управляти (1-вимкнений, 0-включений), до того ж на великій відстані, оскільки ланцюзі сигналу і управління добре розв’язані.

На елементах КМОН можна побудувати досить потужний підсилювач 34. Для цього елементи включають паралельно, а для узгодження з низькоомний навантаженням (динамічної головкою) застосовують трансформатор. Схема вихідного каскаду подібного підсилювача наведена на рис. 17. У ньому п’ять елементів мікросхеми K561ЛH2 включені паралельно і працюють в лінійному режимі, тому споживаний струм дорівнює приблизно 30 мА і не змінюється від рівня вхідного сигналу. Вихідна потужність складає 70 … 80 мВт на навантаженні опором 5 … 6 Ом. Шостий елемент цієї мікросхеми можна використовувати в попередньому підсилювачі.

Практика показує, що на елементах можна будувати різні за складністю та функціональним призначенням підсилювачі і, звичайно ж, їх номенклатура набагато ширше описаних. Дані, наведені в табл. 1, допоможуть радіоаматорові реалізувати на практиці задуману конструкцію на основі елементів цифрових мікросхем.

Рис. 15. Принципова схема мікшера

Рис. 16. Принципова схема керованого підсилювача

Рис. 17. Принципова схема підсилювача ЗЧ підвищеної потужності

Література: І. А. Нечаєв, Масова Радіо Бібліотека (МРБ), Випуск 1172, 1992 рік.