Полностью реверсивный усилитель на ОУ

Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2018

Михаил Шустов, г. Томск

Приведена схема реверсивного усилителя низких частот, выполненного на операционных усилителях

Реверсивным устройством (усилителем, фильтром и т.д.) называют электронное устройство, свойства которого не изменяются при перемене местами его входа и выхода.

Реверсивные устройства, позволяющие обратимо менять направление прохождения полезного сигнала, чаще всего используют в технике связи в целях экономии числа элементов схемы и для миниатюризации изделия.

На Рисунке 1 изображена типовая схема стенда, предназначенного для исследования работы реверсивных устройств, в том числе усилителей. В состав стенда входит источник полезного сигнала (генератор синусоидального напряжения), сам реверсивный усилитель, характериограф (плоттер Хендрика Уэйда Боде – амплитудно-частотный анализатор), двухканальный осциллограф и сопротивление нагрузки. В виртуальном пространстве такую схему можно создать, используя, например, пакет схемотехнического проектирования Multisim.

Рисунок 1.	Стенд для исследования реверсивного усилителя.

Рассмотрим далее схему идеального реверсивного усилителя, выполненного с использованием двух операционных усилителей (ОУ), Рисунок 2. Сразу оговоримся, идеальным он будет считаться в плане виртуального исследования, но не практического использования. Коэффициент усиления такого устройства при прохождении сигнала как слева-направо, так и справа-налево по схеме, будет определяться выражением:

Амплитудно-частотная характеристика начинается от нуля и спадает в области верхних частот в полном соответствии с частотными характеристиками используемых операционных усилителей.

Рисунок 2.	Реверсивный усилитель на операционных усилителях.

Единственным и малоустранимым недостатком такого реверсивного усилителя является то, что внутреннее сопротивление источника полезного сигнала должно быть максимально приближено к нулю, что на практике выполнить затруднительно.

Рисунок 3.	Реверсивный усилитель на операционных усилителях LM324J с трансформаторными развязками.

На Рисунке 3 приведена модельная схема реверсивного усилителя с использованием трансформаторных развязок входа и выхода. Коэффициент усиления, определяемый соотношением резисторов, равен 101 (или 40 дБ). Верхняя граничная частота усиления на уровне –3 дБ при использовании операционных усилителей микросхемы LM324J равна 5.5 кГц, хотя для микросхем более совершенного построения может быть расширена вплоть до 1 МГц и выше.

Материалы по теме