Микросхемы для усилительных трактов аппаратуры радиосвязи и радиовещания

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок

Наряду с функционально полными сериями микросхем для РЭА промышленность выпускает ограниченные по составу серии для отдельных трактов или узлов. Это серии К123, К129, К148 К167 К177, К198, К226, К260, К265, К284, К504.

Серия К123 объединяет три модификации микросхемы К123УН1. Полоса пропускания усилителей НЧ, выполненных на основе этой микросхемы, составляет 0,02 — 100 кГц. На частоте 1 кГц при выходном напряжении 0,5 В микросхемы модификаций А, Б, В имеют соответственно коэффициент усиления 300 — 500 100 — 350 и 30 — 500. При этом коэффициент нелинейных искажений у микросхем К123УН1А и К123УН1Б не более 2 %, а у микросхе­мы К123УН1В не более 5%. Входное сопротивление 10 кОм, вы­ходное сопротивление 200 Ом. Напряжение питания 6,3 В ±10%, потребляемая мощность не более 100 мВт.

Серия К129 состоит из микросхем, являющихся наборами би­полярных транзисторов.

Восемь модификаций бескорпусной микросхемы К129НТ1 пред­ставляют собой пары идентичных n-р-n транзисторов и используются в качестве активных элементов в широкополосных балансных схе­мах, например в дифференциальных или операционных усилителях. По коэффициенту передачи тока транзисторы подразделяются на четыре группы (20 — 80, 40 — 160, 60 — 180 и более 80), а по разно­сти прямых падений напряжения эмиттер — база на две группы. Максимальное напряжение коллектор — база не более 15 В, об­ратный ток коллектора не более 200 нА. Допустимая рассеиваемая мощность не более 15 мВт.

Шесть модификаций таких же пар транзисторов выпускаются в металлостеклянных корпусах и объединяются в серию К159. Ми­кросхемы этой серии отличаются более высокой допустимой рас­сеиваемой мощностью (50 мВт).

Серия К148 состоит из двух усилителей мощности НЧ. Усили­тель на микросхеме К148УН1 работает в диапазоне 30 — 20000 Гц с коэффициентом усиления напряжения 100 — 200. При выходной мощности 1 Вт коэффициент гармоник не более 2,5%. Напряжение питания ±12 В ±10% или 24 В ±10% при токе потребления не более 25 мА. Пример усилителя НЧ на микросхеме К148УН1 приведен на рис. 2.21.

Усилитель на микросхеме К148УН2 предназначен для работы в диапазоне 100 — 20000 Гц с коэффициентом усиления 10 — 30. При выходной мощности 0,8 Вт коэффициент гармоник не более 2 %. Напряжение питания 9 В ±10% при токе потребления не более 10 мА.

Более мощные усилители входят в состав серий К174, К224.

Серия K167 включает в себя два усилителя НЧ, выполненных на полевых транзисторах (рис. 2.22).

Усилитель НЧ на микросхеме К167УН1 обеспечивает коэффи­циент усиления по напряжению не менее 500 — 1300 при коэффи­циенте шума 6,5 дБ и коэффициенте гармоник не более 5 %. Вход­ная емкость не более 80 пФ, а выходное сопротивление не более 20 кОм.

Микросхему К167УНЗ используют как предварительный уси­литель НЧ с коэффициентом усиления 100 — 150. Входная ем­кость не более 300 пФ, выходное сопротивление не более 2,5 кОм.

Рис. 2.21. Усилитель мощности (1 Вт)
Рис. 2.22. Микросхема усилителя НЧ на полевых транзисто­рах К167УН1

Обе микросхемы работают на частотах до 100 кГц.

Напряжение питания — 12 В, ток потребления не более 6 мА.

Серия K177 состоит из дифференциальных усилителей (К177УД1А, К177УД1Б) и двухтактного усилителя К177УП1. Дифференциальный усилитель позволяет получить коэффициент усиления 35 — 80 и коэффициент подавления синфазного сигнала не менее 70 дБ. Напряжение смещения нуля менее 15 мВ, макси­мальное выходное напряжение более 5,5 В. Входное сопротивле­ние не менее 100 кОм (модификация А) или 500 кОм (модифика­ция Б). Ток смещения менее 5 или 2,5 мкА.

Напряжение питания ±6,3 В ±10 % при токе менее 4 мА.

Усилитель напряжения имеет входное сопротивление более 40 кОм, выходное сопротивление 50 Ом и обеспечивает макси­мальное выходное напряжение не менее 6 В. Напряжение питания 12,6 В ±10 % при токе менее 5 мА.

На микросхемах этой серии можно выполнить операционные усилители с высоким входным и низким выходным сопротивле­нием.

Серия К.198 обладает широкими функциональными возможно­стями. Она включает в себя две модификации многофункционального усилителя общего назначения К198УТ1, три модификации универсального линейного каскада К198УН1, а также по восемь модификаций различных матриц из трех — пяти n-р-n и р-n-р транзисторов.

Напряжение питания микросхем серии 6,3 В ±10%. Микро­схема К198УТ1 на частоте 10 кГц усиливает в 20 — 70 раз, а ми­кросхема К198УН1 не менее чем в 2 раза (модификация В) или 4 раза (модификация А, Б).

Серия К226 представляет собой набор из пяти микросхем уси­лителей НЧ. Все микросхемы выпускают в трех модификациях (А, Б и В).

Благодаря применению на входе каждой микросхемы полевого транзистора 2П201 усилители НЧ обладают большим входным со­противлением. Оно превышает 10 МОм на частоте 100 Гц. Входная емкость не более 20 пФ на частоте 100 кГц. Кроме того, все ми­кросхемы характеризуются низким уровнем собственных шумов, малым разбросом и высокой стабильностью коэффициента усиле­ния. Так, например, напряжение шумов, приведенное ко входу в полосе 20 Гц — 20 кГц (при входе, закороченном конденсатором с емкостью 5000 пФ), не превышает 5 мкВ для микросхем мо­дификации А, 12 мкВ — для Б и 18 мкВ — для В.

По коэффициенту усиления совокупность микросхем серии перекрывает диапазон от 9 до 350. Верхняя граничная частота по уровню 3 дБ не менее 100 кГц. Нижняя граничная частота 20 Гц. Выходное сопротивление на частоте 100 Гц не более 100 Ом. Максимальное выходное напряжение при нагрузке 3 кОм у ми­кросхем К226УНЗ и К226УН4 не менее 2,5 В, у остальных не менее 1,5 В. При максимальном выходном напряжении коэффи­циент гармоник не превышает 5 %.

Параметры цепей питания микросхем серии К226 приведены в табл. 2.6.

При применении микросхем серии К226 для усиления напря­жения НЧ можно использовать типовые схемы подключения внешних элементов (рис. 2.23,а, б). При этом следует учитывать, что, регулируя глубину обратной связи с помощью внешних резисторов, можно уменьшать коэффициент усиления напряжения на 20 — 30 % или увеличивать его в несколько раз.

Рис. 2.23. Варианты применения микросхем серии К226:
а — усилитель НЧ на микросхемах К226УН1 или К226УН5;
б — усилитель НЧ на микросхемах К226УК2, К226УНЗ или К226УН4;
в — ЯС-генератор на мик­росхеме К226УН4;
г — RC- генератор с электронной перестройкой частоты

Если микросхемы используют без отрицательных обратных связей, то внешний кон­денсатор Ci необходимо подключать между выводами 1 и 14. Стабильный коэффициент усиления напряжения, высокое входное и низкое выходное сопротивление микросхем серии К226 способствует тому, что их можно применять для создания RС-генерато-ров. Пример схемы RС-генератора на основе микросхемы К226УН4 показан на рис. 2.23,е.

Таблица 2.6

Конденсаторы Сь С3 и резисторы R}, R3 образуют фазирую­щую цепь, обладающую селективными свойствами. Она вносит ма­лое затухание и создает нулевой фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями только на одной частоте, определяемой параметрами ее элементов. Благодаря высокому входному сопро­тивлению микросхемы можно произвольно выбирать сопротивления резисторов фазирующей цепи в пределах до десятков мегом. Пе­рестройка может быть осуществлена с помощью широко применяе­мых блоков конденсаторов переменной емкости. При выполнении условий R1=R3=R и C1=C3=C частота генерации может. быть определена по формуле f=(2nRC)~l.

В [4] приведена схема ЯС-генератора с электронной пере­стройкой частоты (рис. 2.23,г). В этом генераторе фазирующая цепь образована конденсаторами С2 и С3 и сопротивлениями ка­налов полевых транзисторов Т1 и T2. Частоту генерации можно регулировать потенциометром Re, меняя напряжение на затворах транзисторов. С помощью транзисторов Т1, Т2 можно добиться электронной перестройки с коэффициентом перекрытия по частоте более 100.

Микросхема К260НЕ1 серии К260 представляет собой рези-стивно-конденсаторную матрицу, содержащую 16 резисторов с со­противлением от 100 Ом до 100 кОм и 13 конденсаторов емкостью 1000 и 4700 пФ. Она предназначена для создания малошумящих усилителей ПЧ при использовании внешних транзисторов. Микро­схема может применяться и в качестве набора резисторов и кон­денсаторов совместно с микросхемами серии К265.

Серия К265 представляет комплект из 11 микросхем усилите­лей, ключей и декодирующих преобразователей, предназначенных для основных трактов радиоаппаратуры, работающей в диапазоне до 60 МГц.

Микросхемы К265УВ1 и К265УВ5 универсальных усилителей выполнены по одинаковой схеме, но на разных транзисторах (2Т307 и 2Т331 соответственно). Транзисторы могут быть включе­ны по схемам ОЭ или ОБ. В микросхеме имеются резисторы, с по­мощью которых можно задавать различный режим работы тран­зистора по постоянному току, а также разделительные и блоки­ровочные конденсаторы.

Обе микросхемы обеспечивают крутизну проходной характери­стики 9,5 — 10,5 мА/В на частоте 5 МГц и 7,5 — 11,0 мА/В на ча­стоте 60 МГц. Верхняя граничная частота обеих микросхем 60 МГц. На этой частоте входное сопротивление не менее 400 Ом. На ча­стоте 5 МГц выходное сопротивление не более 50 кОм.

Микросхема К265УВ5 имеет нормированный коэффициент шу­ма. В диапазоне частот 5 — 60 МГц он не превышает 5 дБ.

Напряжения источников питания микросхем ±6,3 В ±10%. Потребляемая мощность не более 70 мВт.

Микросхема К265УВ2 регулируемого усилителя содержит два независимых, каскада, которые можно использовать как раздельно, так и вместе. Для регулировки крутизны проходной характеристики усилителя предусмотрена подача регулирующего напряжения на базовые выводы обоих транзисторов. Диапазон регулирования кру­тизны не менее 40 дБ. В номинальном режиме крутизна проходной

характеристики не менее 8 мА/В на частоте 5 МГц я не менее

7 мА/В на частоте 60 МГц. Выходное сопротивление на частоте 5 МГц не более 10 кОм. Напряжения источников питания микро­схемы +6,3 В ±10 %. Потребляемая мощность не более 70 мВт.

Микросхемы К265УВЗ и К265УВ6 каскодных усилителей вы­полнены по одинаковой схеме, но на разных активных элементах.

В микросхеме К265УВЗ использованы транзисторы 2Т307, а в ми­кросхеме К265УВ6 — 2Т331. Это и предопределило основное пре­имущество микросхемы К265УВ6 по шумовым параметрам. Коэф­фициент шума этой микросхемы во всем рабочем диапазоне частот не превышает 5 дБ. По остальным параметрам микросхемы не раз­личаются. Крутизна проходной характеристики каждой из них 9,5 — 10,5 мА/В на частоте 5 МГц и 7,5 — 12 мА/В на верхней гра­ничной частоте 60 МГц. Входное сопротивление на частоте 60 МГц на менее 400 Ом. Выходное сопротивление на частоте 5 МГц не более 100 кОм. Напряжения источников питания микросхем +6,3 В + 10 %. Потребляемая мощность не более 70 мВт.

Микросхема К.265УВ4 балансного усилителя выполнена на двух транзисторах, эмиттеры которых соединены через резистивную цепь с выводами от каждого резистора. Кроме того, в микросхеме имеются два RС-фильтра, подсоединенных к выводу цепи питания. Крутизна проходной характеристики усилителя более 5 мА/В на частоте 5 МГц. Выходное сопротивление на этой частоте не более 50 кОм. Входное сопротивление на частоте 60 МГц не менее 400 Ом. Разбаланс выходных напряжений на частоте 5 МГц не более 3,5%. Напряжения источников питания ±6,3 В ±10%. Потребляемая мощность не более 90 мВт.

Микросхема К.265УД1 представляет собой дифференциальный усилитель. Он выполнен с использованием бескорпусной микросхе­мы К129НТ1. Крутизна проходной характеристики усилителя не менее 10 мА/В на частоте 5 МГц и не менее 4 мА/В на частоте 60 МГц. Разбаланс выходных напряжений на частоте 5 МГц не более 0,3 %. Дрейф разброса выходных напряжений в пределах 3 мВ/град. Коэффициент ослабления синфазной помехи не менеа 17 дБ (на частоте 60 МГц). Этот параметр можно улучшить в ре­зультате подключения внешнего высокоомного генератора стабиль­ного тока.

Напряжения источников питания микросхемы ±6,3 В ±10%. Потребляемая мощность не более 50 мВт.

Микросхема К265УВ7 представляет собой двухкаскадный ши­рокополосный усилитель с внутренними элементами частотной коррекции. Коэффициент нелинейности АЧХ в диапазоне частот 10 — 80 МГц не более 6 дБ. На частоте 30 МГц коэффициент уси­ления напряжения 7,5 — 11,5.

Микросхема К265УВ7 — единственная в серии К265, у которой напряжение источника питания составляет +12,6 В +10 %. По­требляемая мощность не более 206 МВт.

Микросхема К265К.Н1 функционирует как диодный ключ, управляемый с помощью двух транзисторных каскадов. При ча­стоте входного сигнала 15 МГц и при сопротивлении нагрузки 300 Ом коэффициент передачи открытого ключа 0,7 — 0,9. Постоян­ное напряжение на выходе открытого ключа 0,22 — 0,26 В, а пере­менное напряжение 0,15 — 0,17 В. Отношение выходных напряже­ний открытого и закрытого ключа на частоте 15 МГц не менее 40 дБ. Напряжение разбаланса открытого ключа не более 9 мВ.

Напряжения источников питания микросхемы ±6,3 В ±10%, Потребляемая мощность не более ПО мВт.

Микросхемы К265ПП1 и К265ПП2 представляют собой деко­дирующие диодно-резистивные преобразователи с семью входами и семью выходами (из которых два объединены). Различаются микросхемы полярностью включения диодов. Управляющее напря­жение +1 В.

Напряжение источника питания микросхемы К265ПП1 — 6,3 В ±10%, а микросхемы К265ПП2 -f6,3 В ±10%. Потребляемая мощность не более 70 мВт.

Серия К284 состоит из семи микросхем, выполненных с ис­пользованием полевых транзисторов.

Микросхемы К284УД1 и К284УД2 являются операционными усилителями. Основные параметры этих наиболее универсальных микросхем серии приведены в табл. 2.7, а примеры схем приме­нения на рис. 2.24.

Микросхема К.284СС2 выпускается в двух модификациях (А, Б) и содержит два сложных истоковых повторителя напря­жения, один инвертирующий усилитель, который можно переклю­чить в режим истокового повторителя напряжения, и один эмит-терный повторитель напряжения (рис. 2.25,а).

Рис. 2.24. Варианты применения микросхе­мы К284УД2:
a — усилитель НЧ с Kи=5000;
б — усилитель НЧ с Ku=8000;
в — усилитель НЧ с Kи = 20000;
г — УНЧ с Kи = 100000;
д — пиковый вольтметр

Микросхема предназначена для реализации низкочастотных RС-фильтров, для согласования низкоомных нагрузок с высоко-омными источниками сигналов, для построения усилителей с вы­соким входным сопротивлением, автогенераторов, частотных корректоров и т. д.

Рис. 2.25. Микро­схема К284СС2 (а) и фильтр верхних частот (б)

Коэффициент передачи истоковых повторителей на частоте 40 Гц у микросхемы К284СС2А не менее 0,988, а у К284СС2Б не менее 0,98 (при сопротивлении нагрузки 10 кОм и емкости на­грузки 40 пФ). Коэффициент усиления инвертирующего усилителя на этой же частоте не менее 200 (в диапазоне температур — 60ч-+85 °С).

Входное сопротивление истоковых повторителей и инверти­рующего усилителя на частоте 40 Гц составляет не менее 400 ч 10 МОм соответственно, а выходное сопротивление не превышает 75 и 350 Ом (при подключении к инвертирующему усилителю эмит-терного повторителя). Входная емкость истоковых повторителей не более 3 пФ.

Максимальное выходное напряжение истоковых повторителей на частоте 1 кГц при коэффициенте гармоник 0,8 % не менее 1 В. Такое же напряжение обеспечивает инвертирующий усилитель в режиме масштабного усиления с коэффициентом К=1. Неравномер­ность частотных характеристик истоковых повторителей в диапа­зоне частот 1 Гц — 200 кГц не превышает 0,5 дБ. Такой же не­равномерностью характеризуется инвертирующий усилитель в диа» пазоне частот 1 Гц — 100 кГц.

Рис. 2.26. Микросхема К284УЕ1 (а) и ва­рианты ее применения:
б — повторитель с питанием от двух источников;
в — повторитель с питанием от одного источника;
г — УНЧ с регулируемым коэффициентом усиле­ния;
д — активный фильтр нижних частот

Напряжения источников питания +6 В +10 %. Мощность, по­требляемая от этих источников, не превышает 60 и 75 мВт соот­ветственно. Возможен вариант питания микросхемы от источника напряжением +12 В ±10%.

На рис. 2.25,6 приведен вариант применения микросхемы К284СС2 в активном фильтре с полосой пропускания не менее 80 Гц. Электрические схемы различных устройств, выполненных на основе этой микросхемы, приведены в [4J.

Микросхему К.284УЕ1 (рис. 2.26,а) выпускают в двух моди­фикациях (А, Б), различающихся уровнем собственных шумов. У микросхемы К284УЕ1А он не превышает 10 мкВ, ауК284УЕ1Б — 20 мкВ (в полосе частот 20 Гц — 20 кГц).

Повторитель выполнен по двухкаскадной схеме с общей после­довательной обратной связью по напряжению. Коэффициент обрат­ной связи близок к единице. Обратную связь можно уменьшить, например, включив внешний резистор между выводами 11 и 13. Это повышает коэффициент передачи повторителя до 1,5. Для определения сопротивления дополнительного резистора (в кило-омах) справедлива формула R=4,7 (К — Kп), где K и К.г, — тре­буемый и исходный коэффициенты передачи повторителя соответ­ственно.

Неравномерность коэффициента передачи в полосе частот 20 Гц — 200 кГц обычно не превышает ±1%. Выходное напряже­ние на нагрузке 10 кОм не менее 1 В при коэффициенте нели­нейных искажений не более 2 %. Входное сопротивление не менее 100 МОм, входная емкость не превышает 12 пФ. Выходное со­противление не более 150 Ом.

Наличие нескольких выводов от делителя напряжения позво­ляет комбинировать варианты подключения микросхемы к источ­никам питания. Возможен вариант питания от двух источников с напряжениями ±6 В ±10% (рис. 2.26,6). В этом случае мощ­ность, потребляемая от каждого из источников, не превышает 18 МВт. Предусмотрено питание микросхемы от одного источника с напряжением — 6 В ±10% или — 12 В ±10% (рис. 2.26,в).

Микросхема К284УЕ1 предназначена в основном для приме­нения во входных каскадах усилителей инфранизких частот при работе от пьезофотоемкостных датчиков, для построения различ­ных НЧ фильтров и других частотно-селективных цепей, для ис­пользования во времязадающих устройствах и т. д. На рис. 2.26,г, д приведены примеры схем усилителя НЧ с регулируемым коэффи­циентом усиления и активного фильтра нижних частот. В усили­теле нижняя граничная частота регулируется сопротивлением ре­зистора R* и может быть получена менее 1 Гц. Активный фильтр при показанных на рис. 2.26,5 параметрах резисторов и конденса­торов имеет частоту среза 180 Гц и затухание 26 дБ на октаву.

Микросхема К284УН1 — малошумящий усилитель НЧ с коэф­фициентом усиления напряжения на частоте 200 Гц не менее 100. Нормированная ЭДС шума не более 200 нВ/Гц-2 (для модифи­кации А) и 500 нВ/Гц-2 (для модификации Б).

Напряжения источников питания ±12 В ±10%.

Микросхемы К.284ПУ1 (управляемый преобразователь уровня) я R284KH1 (коммутатор напряжения) дополняют группу усили­тельных микросхем серии.

Кроме применения в усилительных трактах микросхемы серии К284 находят широкое применение при создании активных фильтров.

Серия К504 объединяет две микросхемы малошумящих уси­лителей НЧ на полевых транзисторах с p-каналом (рис. 2.27,а) и четыре микросхемы, представляющие собой согласованные пары таких транзисторов (рис. 2.27,5).

Рис. 2.27. Микросхемы се­рии К504:
а — малошумящий усилитель НЧ;
б — согласованная пара полевых транзисторов

Микросхемы К504УН1 и К504УН2 — усилители с высоким входным сопротивлением. Для микросхем модификаций А и Б оно превышает 1 МОм, а для модификации В не менее 0,5 МОм. По-»тому микросхемы целесообразно использовать для усиления сиг­налов высокоомных датчиков.

Диапазон рабочих частот усилительных микросхем 5 — 10000 Гц На частоте 1 кГц коэффициент усиления соответственно для мо­дификаций А, Б и В — 10 — 60, 40 — 120 и 80 — 200. Обе микросхемы на нагрузке 3 кОм могут развивать максимальное выходное на­пряжение не менее 0,5 В. При этом коэффициент нелинейных ис­кажений достигает 10 %.

Важное достоинство обеих усилительных микросхем — сравни­тельно низкий уровень шума. Приведенное ко входу напряжение шума у микросхемы К504УН1 не превышает 3 мкВ, a v микпо-схемы К504УН2-10 мкВ.

Напряжение питания микросхем от — 6 В до —18 В.

Согласованные пары полевых транзисторов предназначены в основном для использования во входных устройствах малошумя­щих дифференциальных и операционных усилителей. Двенадцать модификаций четырех микросхем имеют разную крутизну (от 0,3 мА/В для К504НТ1А до 5 мА/В для К504НТ2В) и разный на­чальный ток стока. Входная и проходная емкости не превышают у микросхем К504НТ1 и К504НТ2 соответственно 6 и 2 пФ. На­пряжение отсечки для всех транзисторов не более 4,5 В, а макси­мальное напряжение сток — исток 10 В ±10%. Коэффициент шума не более 2 дБ. Граничная частота усиления по мощности для всей совокупности модификаций составляет от 25 до 350 МГц.