Современная электроника №1/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 23 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2025 Рис. 2. Принципиальная схема двухканального усилителя-формирователя RP2 X2 VrA RefB OutB- VrB RefA RefB VrB VrA OutA- OutB+ OutA- OutB- OutA+ InA InB InA OutA- OutA+ OutB- InB OutB+ RefA +14 -14 -9 +9 -9 +9 +14 +9 -9 -14 -9 +9 -9 +9 +9 -9 +9 -9 +9 -9 K=-2,163 Уст "0"B Уст "0"A Limp Limp ~0,3 В 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% C5 0,1/50 R3B 10K C4 0,1/50 2 1 X3 PSLM-2 2 1 X5 PSLM-2 C7 0,1/50 C11 10,0/50 R2A 20K C3 4,7/50 + C10 47,0/35 R3A 10K RA3 10K 2 1 X1 PSLM-2 RA1 10K C1 0,1/50 3 RgA InA- 1 2 InA+ 4 RgA 8 V- 7 SnsA 6 OutA 5 RefA 9 V+ SnsB 10 OutB 11 12 RefB RgB 13 14 RgB InB+ 15 16 InB- DA2 INA2128 RA2 680 C2 0,1/50 2 1 3 DA4 79L09 RP1 9,1 R1B 20K R2B 20K RgB 43K R1A 20K RgA 43K 2 1 X6 PSLM-2 RB2 680 + C12 47,0/35 9,1 2 1 PSLM-2 RB3 10K 3 InA+ OutA 1 2 InA- 4 V- 8 V+ 7 OutB 6 InB- 5 InB+ DA1 ADA4522-2 3 InA+ OutA 1 2 InA- 4 V- 8 V+ 7 OutB 6 InB- 5 InB+ DA3 OP2177 C6 4,7/50 RB1 10K C8 0,1/50 2 1 X4 PSLM-2 C9 4,7/50 C13 10,0/50 1 3 2 DA5 78L09 1 2 3 X7 PSLM-3 2. Иметь возможность подстройки напряжения смещения между дву- мя ОУ, другими словами, при сво- ём заземлённом входе подстроить два своих выходных напряжения та- ким образом, чтобы выходное на- пряжение между двумя мощными ОУ было бы также нулевым, или, по крайней мере, не выходило за пре- дел 1 мВ (при выходном напряже- нии в 8 В каждого из ОУ это доста- точно малая погрешность). 3. Усиливать входные сигналы по крайней мере в 2 раза. В статье автора [1] описан такой уси- литель-формирователь на базе двух микросхем AD8295. В состав AD8295 входит ИУ и два ОУ, к одному из кото- рых подключены два прецизионных резистора номиналом по 20 К (один к инвертирующему входу, второй – к его выходу), позволяющих на его основе построить классический инвертор. Но, как упоминалось выше, сейчас, к сожалению, AD8295 можно приоб- рести за достаточно высокую цену: от 1000 до 2000 руб. за штуку, в свя- зи с чем стоимость такого усилителя- преобразователя составит от 2000 до 4000 руб., что явно очень дорого. Автор задался вопросом, нельзя ли существенно снизить стоимость тако- го усилителя-формирователя, не поте- ряв при этом качество выходных сиг- налов? В этом случае понадобятся два ИУ и два сдвоенных ОУ, один из кото- рых должен быть достаточно преци- зионным. Пересмотрев в Интерне- те подобные ИУ и ОУ, автор нашёл хорошую замену двум AD8295: сдво- енный ИУ INA2128, сдвоенный преци- зионный ОУ ADA4522-2 и сдвоенный стандартный ОУ OP2177. Основани- ем выбора указанных ИУ и ОУ ста- ли их характеристики в сравнении с характеристиками AD8295. Ниже при- ведены некоторые характеристики AD8295, ИУ INA2128, ОУ ADA4522-2 и ОУ OP2177, взятые из их технических документаций. 1. Максимальная частота сигналов, воспроизводимых без искажения ИУ, входящего в состав AD8295, при единичном коэффициенте усиле- ния (0 дБ) составляет 100 кГц, для ИУ INA2128 – 600 кГц, т.е. она в 6 раз выше. При коэффициенте усиления около 2 (см. выше) эта частота со- ставляет 60–70 кГц для ИУ AD8295 и около 200–300 кГц для INA2128. 2. Напряжение смещения ОУ, вхо- дящего в состав AD8295, составля- ет 120 мкВ, у ОУ ADA4522-2 – всего 0,7 мкВ (это так называемый ОУ с «нулевым» смещением – Zero Drift), у ОУ OP2177 – 60 мкВ. 3. Максимальная частота, при которой сигналы воспроизводятся без иска- жений при единичном коэффици- енте усиления у ОУ, входящего в со- став AD8295, составляет 1 МГц, у ОУ ADA4522-2 – 3 МГц. Как будет видно из дальнейшего изложения, ОУ ADA4522-2 использу- ется для инверсии входного сигнала взамен ОУ, входящего в состав AD8295 и выполняющего ту же функцию, а ОУ OP2177 – как повторителя напря- жения, снятого с делителя напряже- ний питания и предназначенного для подключения к входу опорного напря- жения (Ref) ИУ. Как видно из сравнения, характери- стики выбранных ИУ и ОУ несколько превосходят характеристики ИУ и ОУ, входящих в состав AD8295. И последнее сравнение – по стоимо- сти. В сумме ИУ INA2128, ОУ ADA4522-2 и OP2177, если их приобрести на Aliexpress, не дороже 500 руб. (т.е. в несколько раз дешевле двух AD8295 – см. выше). На их основе и был скон- струирован описанный далее усили- тель-формирователь. Принципиальная схема усилителя-формирователя Основой всей схемы (рис. 2) явля- ется сдвоенный ИУ INA2128 (DA2), выходное напряжение каждого кана- ла которого определяется следующей формулой: V out ИУ = (V in + – V in –) × Ку + V ref , (1) 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, Ку – коэффициент усиления ИУ. Для INA2128 Ку = 1 + 50К/RG[К] (см. его справочный листок – datasheet), где RG – резистор, подключённый ко вхо- дам RG (3, 4 и 13, 14 выводы DA2). При