В основе этой идеи лежит скромный перекидной тумблер «вкл/ выкл/ вкл», который отлично подходит для выбора чего-то/ ничего/ чего-то еще, но может раздражать, когда требуются три активных варианта. Один из подходов – использовать контакты для подключения дополнительных резисторов, параллельных фиксированным (например), но эффект будет что-то вроде низкий/ высокий/ средний, что выглядит просто неправильно.
Это ключевое слово «активный» указывает на то, что центральное положение, в противном случае бездействующее, выполняет какую-то полезную работу, например, помогает регулировать усиление каскада операционного усилителя, как показано на Рисунке 1.
 |
|
| Рисунок 1. | Переключатель вкл/ выкл/ вкл обеспечивает три уровня усиления неинвертирующего каскада усилителя, причем в рациональном порядке. |
Я использовал этот принцип много раз, но не могу вспомнить, чтобы видел его в опубликованных схемах, и думаю, что это что-то новое, хотя оно может выглядеть настолько обычным, что остается незамеченным. Это, конечно, очевидно, если задуматься.
Практическое применение
Это основа идеи, но всегда приятнее превращать такие идеи во что-то полезное. На Рисунке 2 показано именно это: звуковой усилительный блок, усиление которого переключается в троичной последовательности, обеспечивая точные шаги в 1 дБ от 0 до +26 дБ. В собранном виде он представляет собой полезный лабораторный комплект.
 |
|
| Рисунок 2. | Троичное переключение в трех каскадах обеспечивает усиление 0–26 дБ, изменяемое с шагом 1 дБ. |
Три каскада усиления соединены последовательно; каждый из них имеет свой собственный переключатель. Конденсаторы C1 и C2 изолируют любой постоянную составляющую сигнала, а R1 и R12 – это «антизвонные» резисторы, гарантирующие отсутствие паразитных напряжений на входе или выходе при подключении каких-либо устройств. A1d – это обычный расщепитель шины, позволяющий использовать один изолированный источник питания.
На схеме показаны заурядные усилители TL074/084. Для снижения шума и искажений лучше подойдут усилители LM4562 (пара), хотя они потребляют гораздо больший ток. При напряжении питания 5 В хорошим выбором будет MCP6024. Для стереофонического использования просто продублируйте почти всю схему и используйте двухполюсные переключатели.
Все резисторы для удобства выбираются из ряда E12/24. Показанные на схеме комбинации резисторов гораздо ближе к идеальным расчетным значениям, чем позволяли бы получить компоненты с допуском 1%, и обеспечивают лучшее соответствие, чем ряд E96 в тех же позициях.
Другие вариации на тему
Схема на Рисунке 2 также может быть изменена для использования на постоянном токе, но тогда потребуются операционные усилители с низким смещением, особенно в последнем каскаде. (Очевидно, что в этом случае надо исключить конденсаторы C1, C2 и другие элементы, связанные с входом-выходом).
На Рисунке 1 показана неинвертирующая версия, а на Рисунке 3 эта идея теперь реализована в инвертирующей конфигурации. Остерегайтесь наводок на виртуальную землю, инвертирующий вход операционного усилителя.
 |
|
| Рисунок 3. | Инвертирующий усилительный каскад, использующий тот же принцип переключения. |
Эту же схему можно использовать для создания аттенюатора, базовый каскад которого изображен на Рисунке 4. Его входное сопротивление изменяется в зависимости от положения переключателя, поэтому, вероятно, необходим входной буфер; буферизация между каскадами и выходом, безусловно, также нужна.
 |
|
| Рисунок 4. | Один каскад ослабления с тремя переключаемыми уровнями. |
Заключение: возвращаемся к двоичным основам
Вы наверняка задавались вопросом, «Что не так с двоичным переключением?». Ничего особенного, за исключением того, что для этого нужно больше операционных усилителей и больше переключателей, при том, что такой подход довольно очевиден и, следовательно, менее интересен.
 |
|
| Рисунок 5. | Двоичное переключение усиления от 0 до +31 дБ с шагами, кратными степени 2. Опять же, теоретические сопротивления резисторов гораздо ближе к идеальным, чем их фактические допуски в 1%. |
Как бы то ни было, вот хорошая базовая схема (Рисунок 5), позволяющая сделать именно это.
Купить TL074 на РадиоЛоцман.Цены
