увеличен или уменьшен коэффициент усиления относительно значения при частоте в 1 кГц.

Предусилптель должен также обеспечивать усиление по напряжению, с тем чтобы усилить сигнал от звукоснимателя с типичным значением 5 мВ по меньшей мере до 0,5 В для подачи на вход усилителя низких частот. Правая ось ординат на рис. 5.12, а справа показывает величину коэффициента усиления предусилителя по напряжению. На частоте 1 кГц этот коэффициент усиления равен 100, и если сигнал на входе равен 5 мВ, то на выходе будет сигнал 5 мВ-100 = 0,5 В. Сигнал с выхода предусилителя до подачи его на вход следующего каскада можно пропустить через регулятор громкости.

5.10.3. Схема предусилителя. На рис. 5.12,6 показана недорогая схема, корректирующая частотную характеристику сигналов, поступающих с электромагнитных звукоснимателей. ИМС RC4739 содержит два малощумящих ОУ в одном кристалле. Эти операционные усилители имеют внутреннюю частотную коррекцию (см. гл. 10). (В качестве замены можно использовать также ИМС рА739, пли МС 1303, цоколевка которых идентична цоколевке RC 4739, при условии, что будет обеспечена внешняя коррекция частотных характеристик этих ОУ.) Одна ИМС RC 4739 может обеспечить коррекцию в обоих каналах стереосистемы. Первый номер каждого вывода на рис. 5.12,6 относится к ОУ канала А, а второй - к ОУ канала В.

Резистор Ri обеспечивает равенство входного сопротивления предусилителя внутреннему сопротивлению головки звукоснимателя. Rbx и резистор обратной связи 100 кОм задают на частоте 1 кГц коэффициент усиления 100. Rbx и резистор 1 Мом определяют коэффициент усиления 1000 на частоте 50 Гц. Конденсатор 750 пФ на частотах свыше 2 кГц шунтирует резистор 100 кОм и обеспечивает спад усиления до 10 на частоте 20 кГц. Rbx и С дают спад усиления на частоте ниже 30 Гц. Результирующая кривая коррекции частотной характеристики воспроизведения, получаемая на практике, показана на рис. 5.12, а сплошной линией.

5.11. Регулировка тембра

5.11.1. Введение. Суммарная частотная характеристика на выходе предусилителя, показанного в разд. 5.10, будет иметь вид плоской кривой. В большинстве высококачественных систем пользователь желает иметь возможность регулировки тембра, что позволяет ему осуществлять подъем или спад уровня на низких или высоких частотах. Можно включить с этой целью последовательно с выходом предусилителя регулируемую частотно-зависимую RC-цепь. Однако такая цепь будет ослаблять некоторые частоты по меньшей мере в 10 раз, т. е. на 20 дБ, но при этом вначитель-

Максимальный подъем НЧ Максимальный подъем BV

Максимальный спад НЧ

Максимальный слад BV

Рис 5.13. Схема регулятора тембра (а) и ее частотная характеристика (б) г. D-С п Подключение +и и -и см. на

- Cgq =0,068 мкФ; R

вх -=о.с = %,t -рис. 5.12, б.

ная часть коэффициента усиления, с большими трудностями полученного в предусилителе, будет потеряна.

5.11.2. Схема регулятора тембра. Практическая схема регуля-гора тембра, показанная на рис. 5.13, с, во-первых, обеспечивает подъем или завал ниже 500 Гц и свыше 2 кГц и, во-вторых, не дает ослабления на средних частотах. Верхний по схеме 50-килоомный

Глава 5

потенциометр является регулятором нижних частот (басов). При выведенном в левое крайнее шоложение ползунке этого потенциометра (подъем) коэффициент усиления о напряжению на частоте 10 Гц равен приблизительно 10 R/R, т. е. 10. При крайнем правом (спад) положении движка этого потенциометра коэффициент усиления на частоте 10 Гц равен приблизительно R/10R = 0,\. В действительности потенциометр 10 R включен так, что он работает последовательно с Ro.c в первом и с Rbx - во втором положении. Конденсаторы Сн4 начинают шунтировать этот потенциометр на частотах между 50 и 500 Гц, как показано на рис. 5.13,6.

При крайнем левом по схеме положении регулятора верхних частот цепь, состоящая из этого регулятора, резистора R/3 и конденсаторов Сн4, задает коэффициент усиления 10 на частоте 20 кГц; при крайнем правом положении регулятора коэффициент передачи на той же частоте равен 0,1 (рис. 5.13,6). Когда ползунки обоих регуляторов (низших и верхних частот) находятся в среднем положении, схема регулятора тембров имеет плоскую частотную характеристику. Напряжение 1входного сигнала вх, поступающего с предусилителя на частоте I кГц, должно быть равно приблизительно 0,2 В (эфф.). Следовательно, и напряжение па выходе регулятора тембров должно иметь приблизительно тот же уровень.

В приложениях 1 и 2 приведены и другие схемы, в которых используются ОУ 741 и 301 соответственно.

,17.

...18.

...19.

:-..20.

3.21. 5.22. 5.23.

5.24.

Используя данные предыдущей задачи, определите, чему равен общий ток /вых. втекающий в выходной зажим ОУ; /?=10 кОм.

Определите в схеме рис. 5.6, чему равен а) Uex, б) /н и в) i/ , если напряжение на входо {+) £i=6 В, а напряжение иа выходе (-) £2=10 В; /?=10 кОм и /? =500 Ом.

Вычислите значения а) тока нагрузки и б) тока, протекающего через контакт 10 в схеме рис. 5.7, если (/ =10 В, R =40 Ом и р=100. Чему равен ток через стабилитрон в схеме рис. 5.7 при условиях задачи 5.17?

Определите ток через микроамперметр в схемах рис. 5.8, а н б, если сопротивление мнкроамперметра равно 10 кОм.

Приняв в схеме рис. 5.8, е (/вых=12 В и i?o.c=200 кОм, определите, чему равны а) /к.в и б) напряжение на резисторе 50 кОм. Если в схеме рис. 5.10 /к.з=50 мкА, то при каком значении т 1а-2 мА? Вычислите величину /н в схеме рис. 5.10, если т i?=49 кОм. Вычислите величину фазового сдвига на рис 5.11,6, если 7?вх=25 кОм и /=1 кГц.

Определите значение Rn на рис. 5.11,6 для фазового сдвига -135° пр f=2 кГц.

Задачи

5.1. Если в схеме рис. 5.1 £ х=0,75 В, то чему равен

5.2. Повторите пример 5.2 для £шк=10 В.

5.3. В схеме на рис. 5.1 включен микроамперметр с 7шк=100 мкА. Чему равно /;,iiK, если /?вх=40 кОм?

5.4. На рис. 5.2 ток полного отклонения микроамперметра равен 50 мкА. Определите значение Rx, при котором стрелка прибора отклонялась бы на всю щкалу при Явх=10 В (эфф.).

5.5. Решите задачу 5.4 прн пиковом значении £вх=10 В.

5.6. Какие диоды на рис. 5.2 проводят ток при а) положительном и б) отрицательном полупериодах Евх?

5.7. К какому типу принадлежат схемы, у которых нагрузка включена в цепь обратной связи?

5.8. Измеренное в схеме рис. 5.3, а напряжение t/вых равно 12 В; чему равно напряжение стабилизации for?

5.9. Определите а) приблизительное значение вых и б) / в схеме рис. 5.3,6, если диод в цепи обратной связи германиевый.

5.10. Определите а) / и б) t/вых в схеме рис. 5.3,6, если Евхб В.

5.11. Найдите, чему равны а) ток через светодиод и б) /вых в схеме рис. 5.4, если транзистор в этой схеме имеет р=50.

5.12. Как называется схема, у которой ток нагрузки не зависит от ее сопротивления?

5.13. Пусть в схеме рис. 5.5 £i=5 В, i?=20 кОм и /?я=4 кОм; найдите а) h,

б) Un, в) Упых, г) /вх и Д) /о.с

5.14. Для fBHx=10 В и £2=4 В на схеме рис. 5.6 вычислите значения а) (/ и б) /н. /?н=6 кОм.

ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ

6.0. Введение

До сих пор мы рассматривали использование операционных усилителей в схемах обработки сигналов. В данной главе мы обращаемся к схемам на базе ОУ, предназначенным для генерации сигналов. По форме сигналов, наблюдаемой на экране осциллографа, можно выделить четыре типа наиболее известных и используемых на практике сигналов: прямоугольной, треугольной, пилообразной и синусоидальной формы. Генераторы сигналов классифицируются соответственно форме генерируемых ими сигналов. Некоторые из схем генераторов настолько широко используются, что получили специальные пазвания. Например, первая схема в разд. 6.1 - мультивибратор, генерирующий главным образом сигналы прямоугольной формы.

6.1. Автоколебательный мультивибратор

6.1.1. Принцип действия. Автоколебательный мультивибратор - это генератор сигналов прямоугольной формы. Схема мультивибратора (рис. 6.1) похожа на схему компаратора с гистерезисом (гл. 4), только в отличие от последнего здесь генератор входного напряжения заменен конденсатором. Резисторы Ri и R2 образуют делитель напряжения, с которого часть выходного напряжения подается обратно на вход ( + ). При С/вых = 4-[/нас (рис. 6.1,а) это напряжение обратной связи называется верхним пороговым напряжением С/п.в. Величина его определяется уравнением (4.1), которое уместно записать здесь еще раз:

(6.1)

Резистор Ro.c образует цепь обратной связи\ присоединенную ко входу (-). Когда С/вых =+С/нас, ток /+ проходит через Ro.c, заряжая конденсатор С. До тех пор пока напряжение на конденсаторе С/с остается ниже С/п.в, на выходе сохраняется напряжение

+.с;нас.

В момент заряда конденсатора до величины С/с, несколько большей С/п.в, напряжение на входе (-) становится положительным по

> Отрицательной обратной связи.-Прим. ред.

Щыа: нас

Рис 61 Автоколебательный мультивибратор. Когда конденсатор заряжается током /+ до С/п в, С/вых переключается к -С/ ас (а); когда конденсатор заряжается током /- до Сп.н (б), С/вых переключается иа уровень -ьС ас. /?i=100 кОм, 2=86 кОм. Формы сигналов на выходе и конденсаторе см. иа рис. 6.2.