Современная электроника №2/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 38 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2024 этого напряжения выводит на дисплей рисунок аккумулятора с тремя сегмен - тами , о степени зарядки которого мож - но судить по количеству включённых сегментов ( см . далее ). Блокировоч - ный конденсатор C1 положен по шта - ту работы ОУ DA1. Выходное напряжение DDS DD2 ( сигнал V out AD) с действующим зна - чением ~0,212 В и постоянной состав - ляющей чуть более +0,3 В подаётся на неинвертирующий вход ИУ AD8231 (3- й вывод DA2), к которому подклю - чён конденсатор C10, сглаживающий дискретность представления выходно - го напряжения ЦАП DDS ( как указыва - лось в [1], эта дискретность составля - ет 2048 точек по вертикали и 2048–4096 точек по горизонтали ), в результате чего синусоидальный сигнал с выхо - да ИУ становится практически глад - кой функцией . На инвертирующий вход ИУ (2- й вывод DA2) подаётся напряжение чуть более +0,3 В , полученное с движка под - строечного резистора R6, входящего в состав делителя напряжения R5, R6, R7. Как известно , выходное напряже - ние ИУ определяется следующей фор - мулой : V out ИУ = (V in+ – V in– ) × К у + V ref , где V out ИУ – выходное напряжение ИУ , V in+ – напряжение на неинвертирущем входе , V in– – напряжение на инверти - рующем входе , V ref – опорное напряже - ние , К у – коэффициент усиления ИУ . Если К у = 1, формула (1) упрощается и принимает вид : V out ИУ = V in+ – V in– + V ref . Пусть постоянная составляющая выходного напряжения DDS равна , например , 0,35 В , тогда напряжение V in+ = ~0,212 В + 0,35 В . Если выход - ное напряжение с движка R6 делителя R5, R6, R7 настроить также на 0,35 В , то V in– = 0,35 В . И , наконец , если V ref = 1,5 В , то формула (5) ещё более упрощается : V out ИУ = ~0,212 В + 0,35 В – 0,35 В + + 1,5 В и приобретает вид : V out ИУ = ~0,212 В + 1,5 В . Смысл формулы (3) состоит в том , что теперь выходное напряжение ОУ V out ИУ изменяется относительно +1,5 В как в положительную , так и в отрица - тельную сторону в диапазоне 0,3 В . Если принять напряжение V ref = +1,5 В за , например , аналог o вую « землю » ( перевёрнутая « ёлочка » на рис . 1 рядом с ИУ DA2), то V out ИУ также будет изме - няться как в положительную , так и в отрицательную сторону относительно этой аналоговой « земли » с амплиту - дой 0,3 В . Другими словами , мы полу - чили чистый синусоидальный сигнал без постоянной составляющей с ампли - тудным значением 0,3 В относительно аналоговой « земли ». Здесь следует заметить , что если DDS находится в состоянии сброса ( такая команда на DDS относительно часто подаётся в программе на МК – см . далее ), то его выходное напря - жение принимает среднее значение , в связи с чем выходное напряже - ние V out ИУ относительно аналоговой « земли » будет равно нулю V out ИУ = 0. Это свойство DDS полезно использо - вать для точной настройки напряже - ния с движка R6 делителя R5, R6, R7 ( см . далее ). Как видно из рис . 1, сигнал V out ИУ подаётся на 3- й контакт разъёма X5, сигнал с неинвертирующего входа дополнительного ОУ , встроенного в DA2 (6- й вывод DA2), подаётся на его 2- й контакт , а аналоговая « земля » – на его 1- й контакт . К этому разъёму ответным разъёмом X5 ′ ( рис . 2 е ) под - ключён трёхпроводный кабель , вто - рой конец которого подключён к пере - менному резистору R П (3310C). Выход этого дополнительного ОУ (8- й вывод DA2, сигнал V out ) подключён ко 2- му контакту разъёма X6, а его 1- й контакт соединён с аналоговой « землей ». Кро - ме того , сигнал V out подключён к 3- му контакту разъёма X7, сигнал с инвер - тирующего входа дополнительного ОУ (7- й вывод DA2, сигнал In-) подклю - чён к 4- му контакту X7, нижний конец резистора R11 подключён ко 2- му контакту X7, a аналоговая « земля » – к 1- му контакту . К разъёму X7 ответ - ным разъёмом (X7 ′ , рис . 2 в ) подклю - чается кабель , второй конец которого подключается к тумблеру sMTS203 ( П 2, рис . 2 в ) с двумя группами контактов . Назначение разъёмов X5 и X7 – регу - лировка амплитуды выходного сигнала V out и изменение коэффициента усиле - ния дополнительного ОУ DA2. Более подробно этот процесс схе - матично показан на рис . 3. С движка переменного резистора R П сигнал In+ попадает на неинвертирующий вход ОУ . Резисторы R10 и R11 совместно с группами контактов Гр .1 и Гр .2 тум - блера включены так , что в одном поло - жении групп контактов ( как на рис . 3) выводы ОУ 7 и 8 замыкаются , а левый по схеме конец резистора R11 оказы - вается свободным . В этом случае ОУ представляет собой обычный повто - ритель напряжения , поданного на его неинвертирующий вход с движ - ка резистора R П . В ином положении групп контактов , когда тумблер пере - ключён в противоположную сторону , выводы 7 и 8 ОУ размыкаются , и рези - стор R10 включается в обратную связь ОУ ( между его выходом и инвертирую - щим входом ), а резистор R11 подклю - чается к аналоговой « земле ». В этом состоянии ОУ становится неинверти - рующим усилителем с коэффициен - том усиления К у = 1 + R10/R11 = 1+ +20 К /5,6 К = 4,57. Теперь , резюмируя вышесказанное , имеем следующее . В первом положении тумблера П 2 ( рис . 2 в ), когда ОУ является повтори - телем с К у = 1, получаем , что выход - ное напряжение ОУ может регулиро - ваться переменным резистором R П от V out = 0 В до V out = ~0,212 В ( действую - щее значение ) с амплитудным значени - ем V outAMP = 0,212 В × 2  0,2998  0,3 В . Этот режим работы генератора целе - сообразно использовать для настрой - ки различного рода предварительных усилителей , когда источником сигна - ла являются типовые аудиоустрой - ства ( проигрыватели CD, винило - вых пластинок , аудиовыход телефона и т . п .) со стандартным для аудиосигна - ла выходным напряжением с ампли - тудным значением 0,3 В . Во втором положении тумблера , когда К у = 4,57, получаем , что выход - ное напряжение ОУ может регулиро - ваться резистором R П от V out = 0 В до V out = ~0,212 В × 4,57 = ~0,97 В ( действу - ющее значение ) с амплитудным зна - чением V outAMP = 0,97 В × 2  1,37 В . Этот режим работы генератора обычно используют для настройки различных усилителей мощности звуковой часто - ты ( УМЗЧ ), источником сигнала для которых , как правило , является сину - соидальный сигнал с максимальной амплитудой около 1 В . VoutИУ Vout In+ 1 2 2 3 3 8 7 6 1 AD8231 Гр.2 R11 5,6K R10 20K ОУ Гр.1 RП 10K Рис . 3. Условная схема подключения ОУ AD8231 (1) (2) (3)