налы в, стандартных линейных микросхемах имеют пределы ±15 В.

Большинство операций над сигналами в линейных ои- стемах можно выполнить на операционных усилителях и компараторах. Недавно было объявлено о выпуске трех многофункцинальных линейных ИМС. Одна из них представляет собой счетверенный компаратор, а две другие содержат в одном корпусе по четыре операционных усилителя (в том числе новый операционный усилитель Нортона).

2.2. СЧЕТВЕРЕННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НОРТОНА

Чтобы удовлетворить потребность разработчиков систем в дешевой схеме управления с однополярным питанием, был создан усилитель LM3900 с внутренней кор-~ рекцией, способный работать от источника питания с напряжением, изменяющимся от 4 до 36 В, при почти неизменных эксплуатационных характеристиках и имеющий шкалу выхода всего на 1 В ниже напряжения питания.

Схема LM3900 отличается от схем обычных усилителей. Взамен используемому обычно на входе ОУ стандартному дифференциальному транзисторному каскаду здесь функцию неинверсного входа выполняет токовое зеркало , которое отражает ток, поступающий через неинверсный вход на землю, т. е. отбирает на себя из тока, поступающего в инверсный вход усилителя, ток, равный по величине току, протекающему по неинверсной входной цепи. В то время как обычно ОУ оперирует разностью входных напряжений, данный усилитель работает с разностью входных токов. Для обозначения такого режима работы используется название усилитель Нортона .

Однополярное питание имеет большие преимущества в задании смещения. Возможность прохождения тока между входными зажимами позволяет создавать необычные схемы. Кроме того, при включении на входах высокоомных резисторов (для преобразования входных напряжений во входные токи) усилитель Нортона может заменять обычный ОУ в большинстве схем.

Каскад усиления представляет собой по существу усилитель с общим эмиттером. Благодаря использованию в качестве нагрузок источников тока Достигается большое усиление по напряжению, которое почти не зависит от температуры. Усилитель имеет большой дина-2

мический диапазон выходного напряжения - от О до

f/+ и^эз- Выходной каскад усилителя при малых

входных сигналах работает в классе А, а при больших входных сигналах переходит в класс В, что позволяет увеличить максимальный выходной ток усилителя. Потребляемый усилителем от источника питания ток практически не зависит от напряжения питания. Очень малый входной ток смещения позволяет использовать в цепи обратной связи усилителя высокоомные резисторы.

Выход

Рис. 2.1. Схемное обозначение (а) и упрощенная принципиальная схема (б) усилителя Нортона из ИМС LM3900.

/ w 100 1K Wk Wk im wm Vacmama, Гц

Рис. 2.2. Амплитудно.-частот-ные характеристики ИМС LM3900 и ОУ 741 (для обоих усилителей i?h=10 кОм).

На рис. 2.1,6 показана принципиальная схема усилительного каскада, а на рис. 2.1,а приведено его обозначение на функциональных схемах. Это обозначение отличается от стандартного ОУ; сделано это с тем, чтобы избежать ошибки и не спутать усилитель Нортона с обычным ОУ, поскольку принципы их работы различны. Введенный на схемном обозначении усилителя Нортона между его входными зажимами генератор тока показывает токовый принцип входа, а также то, что ток течет от входного зажима - в схему усилителя. Стрелка на входе указывает на то, что эта входная цепь

действует как токовый вход. Все это помогает понять, как работает схема, в которой применяется ИМС LM3900.

Для питания усилителя Нортона можно применять источник питания напряжением от 4 до 36 В, а также

биполярный источник питания от ±2 до ±18 В. Усилитель имеет следующие параметры (без обратной связи):

Ток смещения, устанавливающий режим усилительного каскада, мА........ 1,3

Коэффициент усиления по напряжению, дБ 70

Частота единичного усиления, МГц . 2,5

Сдвиг по фазе , град......... 45

Входное сопротивление, МОм ..... 1

Выходное сопротивление, кОм...... 8

Шкала (выхода (амплитудное значение), В . О-(fi-1)

Входной ток смещения, нА....... 30

Скорость нарастания, В/мкс....... 0,5

На частоте сопрялсения АЧХ.-Прим. ред.

Поскольку все точки смещения берутся с диодов, смещенных в прямом направлении, то при изменении напряжения питания ток смещения практически не изменяется. Очень мало при изменении напряжения питания изменяется и коэффициент усиления без ОС, а от тем- пературы он практически не зависит.

На рис. 2.2 приведены амплитудно-частотные характеристики ОУ 741 и ИМС LM3900. Из графика видно, что более высокая частота единичного усиления LM3900 (по сравнению с ОУ 741) обеспечивает приблизительно на 10 дБ .больщий коэффициент усиления на всех частотах свыше 1 кГц.

2.3. СМЕЩЕНИЕ ОТ ОДНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Смещение усилителнр LM3900 можно задавать несколькими различными способами. При том способе, который показан на рис. 2.3, смещение на стандартный инвертирующий усилитель переменного тока задается от того же источника, который питает весь усилитель.

Если на шине питания (7+имеется переменное напряжение пульсаций, то оно пройдет на выход усилителя с коэффициентом передачи 1/2. Чтобы избежать этого, можно предусмотреть в системе источник с фильтрацией напряжения и задавать от него смещение на целый ряд усилителей.

2.4. НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ

На рис. 2.4 приведена схема, которая иллюстрирует одновременно принцип построения неинвертирующего усилителя переменного тока и еще один способ задания смещения по постоянному току. Коэффициент уси-24