Пути снижения искажений в регуляторах уровня сигнала.

Свинтенок В. А.

За время написания статьи «накопилось» некоторое количество микросхем, не вошедших в первую часть статьи, и чтобы ее не дорабатывать приведу их здесь, ниже. А затем, подытоживая статью, еще раз затрону вопросы, связанные с путями снижения искажений в регуляторах уровня сигнала с учетом и новых микросхем. Эксперименты проводились на той же установке, в тех же условиях, режимах, номиналах сопротивлений резисторов, входных напряжений, что и в первой, второй частях статьи.  

Ниже, в Таблице 31 приведены результаты соответствующих экспериментов. Напомню значения сопротивлений резисторов в различных режимах и схемах включения ОУ. В неинвертирующем включении: при R1 = R2 = 0; то же при значении номинала сопротивления резистора R1 – 1,5кОм, 5кОм, 15кОм и R2 = 0 в асимметричном режиме; то же при R1 = R2 и тех же значениях номиналов сопротивлений резисторов для симметричного режима. В инвертирующем включении: при R = Rп = 10кОм. В нижней части таблицы приведены три параметра, характеризующие работу регулятора уровня сигнала в схеме активного регулятора (Рис.17, 54) при сопротивлении резистора на входе R = 10кОм (Rп = 0). Значения входных напряжений используемых в соответствующих экспериментах приведены в таблице. 

Таблица 31

Анализ данных Таблицы 31 показывает, что у большинства микросхем, кроме OPA1642, OPA2211, LME49990, LT1360, LT1364 и здесь коэффициент гармоник в инвертирующем включении меньше чем в неинвертирующем, есть и аномально ведущие себя микросхемы – ADA4627, ADA4898, LME49990. Микросхемы LT1468 и AD823 имеют большую асимметрию в значениях коэффициента гармоник в инвертирующем и неинвертирующем включении. 

Микросхемы с полевыми транзисторами на входах 

Пожалуй, лучшей в этой группе микросхем по совокупности всех здесь рассматриваемых параметров все еще остается ОУ OPA627. Небольшой коэффициент гармоник, близкие его значения в инвертирующем и в неинвертирующем включении, очень «короткий», «мягкий» спектр 2-3 гармоники (6 гармоник при 4в в неинвертирующем и 3 в инвертирующем включении), слабая зависимость и сохранение «мягкого» спектра от сопротивления резисторов на неинвертирующем входе, прекрасная симметрируемость и по спектру. К недостатку можно отнести средние значения токовых искажений выходного каскада, что говорит о недостаточно высоком качестве выходного каскада. Все эти параметры делают ее универсальной в применении на сравнительно высокоомных нагрузках более 2кОм – 3кОм.

 Наименьшие искажения (в инвертирующем и неинвертирующем включении) в этой группе у микросхемы LME49880. У нее очень «мягкий» спектр искажений и только при 4в в инвертирующем включении он довольно жесткий. Резисторы на неинвертирующем входе микросхема не «любит», искажения растут весьма быстро, ухудшается и спектр. Симметрируется микросхема до 1,5кОм на входах прекрасно (а по спектру, при всех значениях сопротивлений резисторов), а вот далее коэффициент гармоник растет. Выходной каскад довольно качественный, выходные токовые искажения небольшие.

Интересной в инвертирующем включении остается и микросхема AD823 – весьма небольшие искажения, при прекрасном спектре (2 – 4 гармоники). В неинвертирующем включении искажения довольно большие (большая асимметрия), спектр короткий (2 – 4 гармоники). Микросхема чувствительна к «резистору» на входе, но хорошо симметрируется. Ввиду большой асимметрии искажений в инвертирующем и неинвертирующем включении микросхему в симметрирующих устройствах лучше не использовать. У микросхемы довольно большие выходные токовые искажения.

Микросхема OPA827 очень чувствительна к резисторам на входе, как по искажению, так и по спектру, но хорошо симметрируется. В целом спектр искажений у нее более длинный в обоих включениях, а при 4в приближается к «жесткому» спектру. Выходные токовые искажения небольшие.

ОУ OPA1642 и OPA2132 довольно близки по своим параметрам: имеют сильную зависимость искажений от сопротивления резистора на входе, длинный спектр при напряжении 4в на входе, хорошо симметрируются и имеют слабенькие выходные каскады. Микросхемы лучше использовать при входном напряжении менее двух вольт и с нагрузками более 2кОм – 3кОм.

Своеобразна микросхема ADA4627 как по искажениям, так и по спектру. Искажения в инвертирующем включении довольно большие, спектр уже при входном напряжении 2в довольно жесткий. В неинвертирующем включении при входном напряжении более двух вольт наблюдаются резкое увеличение искажений («порог»), спектр становится «жестким». При включении на входах микросхемы корректирующей цепочки «порог» удается сдвинуть до четырех вольт. В «косвенном» режиме коэффициент гармоник 4,5Е-05%, «порог» не наблюдается, а спектр остается довольно «жесткий». При входном напряжении два вольта и ниже спектр мягкий (2 – 3 гармоники), искажения не большие. Микросхема очень чувствительна к резисторам на входе, как по искажению, так и по спектру. Спектр хорошо симметрируется при сопротивлении до 1,5кОм, а при других значениях резисторов только до 1в на входе. У микросхемы слабенький выходной каскад и коэффициент ослабления на 10кГц. Микросхему целесообразно использовать при напряжении на входе менее одного вольта в инвертирующем включении, до двух вольт в неинвертирующем включении и с нагрузкой более 2кОм.

Микросхемы с биполярными транзисторами на входах

Эту часть описания начнем с микросхемы AD8397. Микросхема хорошо сбалансирована по параметрам: слабая зависимость коэффициента гармоник и спектра от резисторов на входе – до трех гармоник, прекрасно симметрируется, мощный выходной каскад – лучшая по токовым искажениям выходного каскада. Небольшая разница в коэффициентах гармоник в неинвертирующем  и инвертирующем включении делает ее использование удобной в симметрирующих и иных каскадах с низкоомными резисторами. Микросхема требует от источников питания небольшие пульсации, подавление их микросхемой относительно небольшое.

Микросхема LM4562, пожалуй, лучшая из всех микросхем этой серии (LME), хорошо работает с резисторами на входе, сохраняя при этом при напряжении на входе до двух вольт спектр 2 – 4 гармоники. И только при четырех вольтах на входе в неинвертирующем включении спектр расширяется до шести гармоник. Она хорошо симметрируется до 1,5кОм на входе, далее эффективность симметрирования снижается. По спектру эффективность симметрирования очень высокая (до 3 гармоник). Выходные токовые искажения небольшие, что говорит о хорошем качестве выходного каскада. Микросхема весьма чувствительна к высокочастотным помехам (как и почти все микросхемы этой серии), создает интермодуляционные гармоники в рабочем диапазоне, что необходимо учитывать при ее использовании.

Непревзойденной в инвертирующем включении остается микросхема LT1468, у нее самый маленький коэффициент гармоник и всего две гармоники в спектре. Микросхема чувствительна к резисторам на входе, хотя спектр, увеличиваясь в количестве гармоник (до 5) сохраняется мягким. Она хорошо симметрируется как по коэффициенту гармоник, так и по спектру (до трех). В неинвертирующем включении при входном напряжении до двух вольт регистрируется одна гармоника, при четырех вольтах – три. Микросхема имеет небольшие выходные токовые искажения, что говорит о хорошем качестве выходного каскада.

Своеобразна и микросхема LME49990, ее поведение носит аномальный характер в инвертирующем включении. У нее при двух вольтах на входе гармоники не регистрируются (у микросхемы повышенный токовый шум, искажения по уровню шума 1,8Е-06%), а при четырех вольтах (Кг = 1,4Е-05%) спектр длинный и довольно жесткий. Такое различие значений коэффициента гармоник вероятнее всего вызвано внутренней взаимной компенсацией составляющих искажений микросхемы при данных условиях эксперимента (Uвх, Rн). При ином значении сопротивления нагрузки эта разность существенно ниже (смотри Таблицу 32). В неинвертирующем включении при входном напряжении до двух вольт коэффициент гармоник (измерялся в «косвенном» режиме) и спектр выглядят прекрасно (до двух гармоник), при четырех – спектр длинный и «жестковат». Микросхема чувствительна к резисторам на входе, спектр короткий и мягкий (до трех – четырех гармоник) при входном напряжении один вольт и при двух вольтах с резистором на входе 1,5кОм. В остальных случаях спектр длинный. Она неплохо симметрируются по коэффициенту гармоник, а по спектру прекрасно (спектр до трех гармоник). Микросхема имеет небольшие выходные токовые искажения, что говорит о хорошем качестве выходного каскада. У нее меньшая чувствительность по отношению к другим микросхемам этой серии к высокочастотным помехам.

Хотя микросхемы OPA1612 и OPA2211 довольно близки по своим характеристикам и по поведению, однако, в целом по совокупности параметров OPA2211 несколько качественнее, хотя спектры искажений в обоих включениях микросхем несколько лучше у OPA1612. Микросхемы чувствительны к резисторам на входе, спектр длинный уже при резисторах на входе 1,5кОм, при сопротивлении 15кОм спектр длинный и жесткий. Они неплохо симметрируются как по коэффициенту гармоник, так и по спектру при сопротивлении на входе до 1,5кОм. А вот далее есть различие – микросхема OPA2211 хорошо симметрируется при одном вольте на входе и всех резисторах (2 гармоники), а при двух вольтах – до 5кОм на входе. Микросхема OPA1612 в этом отношении похуже – хорошо симметрируется при одном вольте на входе с резисторами до 5кОм (2 гармоники), а при двух вольтах, начиная с 5кОм на входе, спектр довольно жесткий. Выходные токовые искажения у микросхемы OPA1612 так же похуже.

Микросхема ADA4898 имеет прекрасный спектр искажений и довольно небольшие искажения в неинвертирующем включении (до трех гармоник при четырех вольтах на входе). Микросхема чувствительна к резисторам на входе, уже при резисторе на входе 1,5кОм спектр длинный, «жесткий». Она частично симметрируются по коэффициенту гармоник при сопротивлении резисторе на входе 1,5кОм. В остальных режимах она не симметрируется как по коэффициенту гармоник, так и по спектру. В инвертирующем включении при двух вольтах на входе регистрируются две гармоники, при четырех – семь гармоник (спектр с провалом). Микросхема имеет не очень большие токовые иска��ения выходного каскада. Микросхему целесообразно использовать во входных каскадах с низким выходным сопротивлением источника сигналов.

ОУ LT1360 и LT1364 имеют более высокие искажения по сравнению с рассматриваемыми здесь микросхемами, однако спектр искажений у них довольно короткий, мягкий в обеих схемах включения (до 4 гармоник). Микросхемы чувствительны к резисторам на входе, хотя спектр LT1360 в целом короче и мягче. Они прекрасно симметрируются, причем и здесь спектр LT1360 в целом короче и мягче. Микросхемы имеют не очень большие токовые искажения выходного каскада с некоторым преимуществом LT1360.

Для тех, кто экспериментирует и занимается апгрейдом, приведу здесь, ниже и значения коэффициентов гармоник ряда ОУ работающих в довольно тяжелых условиях по нагрузке в схемах инверторов с единичным коэффициентом передачи.

Схема испытуемого каскада Рис.54. Номинал резисторов инвертора на входе и цепи ОООС равен R = Rп = 750Ом, внешняя нагрузка 800Ом, напряжение питания ± 12вольт. Входное напряжение 1, 2 вольта. Результаты эксперимента представлены в Таблице 32.

Таблица 32

Как видно из данных приведенных в Таблице 32 лучшая, как и следовало ожидать, микросхема AD8397. Она лучшая и по качеству спектра, соответственно 2 и 4 гармоники.

Далее следует отметить ОУ AD8066. В этом режиме у нее своеобразен спектр гармоник – он четный. При вольте на входе регистрируются вторая и четвертая гармоники, а при двух вольтах четыре четных и одна (третья) нечетная гармоники с разницей в амплитуде около 20дБ.

Ненамного уступает им и микросхема LME49990, однако спектр гармоник здесь несколько похуже (4 при одном вольте и 8 при двух вольтах).

Далее следует отметить группу микросхем с довольно близкими параметрами это LME49860, LME49710, LM4562, LT1468. У этой группе при вольте на входе регистрируется 3 – 4 гармоники. А вот при двух вольтах на входе у микросхем LME49860, LM4562 спектр, ярко выраженный нечетный, с медленно затухающими нечетными гармониками.

У микросхем LME49710, LT1468 спектр более монотонно затухающий. У микросхем LME49880 и OPA827 спектр при одном вольте содержит 6 гармоник, а при двух вольтах он жесткий, немонотонный.

В группе микросхем с коэффициентом гармоник более 0,0001% лучшая по спектру микросхема AD842. У нее в спектре соответственно 2 и 3 гармоники. Несколько уступает ей по спектру NE5534, у нее в спектре 4 гармоники при одном вольте 8 гармоник – при двух вольтах. Далее несколько уступая им, следуют: THS4062 (2 и 5 гармоник); AD826 (3 и 5 гармоник); THS4631, LT1360, LT1364, LT1220, AD8620 (2 – 4 гармоники при одном вольте). У остальных  микросхем спектр длинный, а при двух вольтах у многих микросхем и жесткий. И для сравнения приведу коэффициенты гармоник для микросхем OPA2134: Кг = 0,0024% для напряжения 1 вольт и Кг = 0,0031% - для напряжения 2 вольта и ADA4627: Кг = 0,00064% для напряжения 1 вольт и Кг = 0,00084% - для напряжения 2 вольта. Спектр амплитуд гармоник у OPA2134 медленно затухающий с небольшим преобладанием четных гармоник, у ADA4627 – существенно нечетный.

Далее еще раз, подытоживая статью, рассмотрим пути, схемные решения и методы по минимизации искажений в регуляторах уровня сигнала.

1. Очевидный и самый простой путь, о котором говорилось во второй части статьи – это выбор подходящей микросхемы

Микросхемы, которые способны обеспечить качественную регулировку и обработку сигнала в пассивных регуляторах в потенциометрическом включении регулятора (схема Рис.4), приведены в Таблице 14 второй части статьи. Там же даны и определения критериев значений коэффициентов гармоник, которые используются и здесь, ниже. Ниже в Таблице 33 приведены микросхемы, представленные в этой части статьи, которые так же способны обеспечить качественную регулировку и обработку сигнала.

Таблица 33.

Как видно из данных таблицы микросхем не много, лучшая из них LM4562, которая позволяет обеспечить высококачественную регулировку сигнал до двух вольт при значении сопротивления потенциометра до 60кОм. При значении сопротивления потенциометра до 20кОм качественную регулировку сигнала способны обеспечить и микросхемы AD8397 и OPA627.

Микросхем, которые способны обеспечить качественную регулировку и обработку сигнала в активных регуляторах (схема Рис.41,42) здесь несколько больше: так микросхемы LME49990, LME49880, LM4562, LT1468, OPA827 и AD8397 позволяют обеспечить и высококачественную обработку сигнала в регуляторе.

Шумовые характеристики «лестничного» регулятора выполненного по схеме Рис.16 в области средних и больших затуханий регулятора можно несколько улучшить, введя управление коэффициентом передачи инвертора в цепи ОООС. Это можно сделать либо введением дополнительного переключателя снижающего усиление инвертора скажем на -20дБ, или вынести 1 – 2 разряда (старших) «лестничного» регулятора в цепь ОООС.   1.     

2. Второй путь – симметричное включение в пассивных регуляторах в потенциометрическом включении регулятора.

Микросхемы, которые способны обеспечить качественную регулировку и обработку сигнала в этом типе регулятора при симметричном включении (схема Рис.5), приведены в Таблице 15 второй части статьи. Дополним их микросхемами, приведенными в Таблице 34.

Таблица 34.

Как видно из данных таблицы в этой группе микросхем довольно много микросхем не только с хорошей симметрией, но и укладывающиеся по коэффициенту гармоник в диапазон стотысячные доли процента при максимальном значении напряжения и величины резистора потенциометра (выделено жирным шрифтом). А микросхемы OPA627, AD8397, LT1468 имеют при этом еще и весьма мягкий и короткий спектр (2 – 3 гармоники), у микросхемы OPA827 в спектре до 5 – 6 гармоник.        

3. Третий путь снижения искажений – использование соответствующих схемотехнических решений  входных каскадов и специализированных микросхем.

 Еще один путь снижения искажений – использование схемных решений позволяющих снизить влияние паразитных емкостей входного каскада на искажения, вызванных синфазным сигналом. Подобное построение входного каскада часто используется во входных каскадах усилителей мощности, в измерительной и медицинской технике.

Одно из таких решений используется и в интегральной микросхеме LM310. Это операционный усилитель, скорректированный  на единичное усиление, у которого минимизированы изменения напряжений на паразитных емкостях образующих входную емкость дифференциального каскада, вызванные синфазным напряжением, с помощью соответствующего схемного решения. Выходной каскад микросхемы эмиттерный повторитель, с регулируемым внешним резистором током покоя.

Ниже, на графиках Рис. 56, 57  приведены результаты соответствующих экспериментов с микросхемой LM310. Схема включения микросхемы соответствует схеме приведенной на Рис.55 (за исключением цепи обратной связи и соответственно и резистора R2), на выходе которой добавлен буферный каскад с единичным усилением на микросхеме LME49860. К выходу микросхемы LM310 подключалась  нагрузка 5кОм и 100кОм, выходное напряжение при котором проводились эксперименты 1и 2 вольта.

В экспериментах, приведенных на графике Рис.56 ток покоя выходного каскада микросхемы задавался внутренними резисторами, а на графике Рис.57 – и внешним резистором 100Ом.

Резисторы, подключаемые к входу микросхемы, имели значения 1,5кОм, 5кОм, 15кОм, 50кОм, 140кОм и соответствуют положениям маркеров на графиках. В начальной точке эксперимента замерялись искажения и при четырех вольтах для нагрузок 5кОм и 100кОм: для графика Рис.56 коэффициент гармоник был равен соответственно 0,00039% и 0,00029%; а для графика Рис.57 соответственно – 0,00036% и 0,0003%.

Как видно из кривых графиков использование микросхемы в регуляторах уровня сигнала позволяет где-то на порядок увеличить верхний диапазон сопротивлений резисторов потенциометров, и довести их значение до 500кОм при довольно небольших искажениях регулятора.

Ход кривых графиков Рис.56, 57 показывает, что разница в искажениях при сбросе нагрузки незначительна, а при повышенном токе покоя (Рис.57) и совсем практически исчезает. Все это говорит о том, что микросхема «выдержит» и более низкоомные нагрузки с приемлемыми искажениями.

Оптимальное сопротивление резистора на входе микросхемы, при котором коэффициент гармоник минимален – 50кОм, что соответствует сопротивлению потенциометра, где то около 200кОм. Следует отметить и прекрасный спектр гармоник на выходе микросхемы: две гармоники при двух вольтах и одна – при одном вольте, и это при самых высокоомных резисторах.

К недостатку микросхемы можно отнести ее довольно высокий уровень шума. В связи, с чем ее использование целесообразно с резисторами на входе более 20кОм – 50кОм.    

4. Еще один путь снижения искажений довольно частный, но рассмотрим и его.

Ниже приведу соответствующие эксперименты показывающие влияние емкости корректирующего конденсатора и схемы его включения у ОУ NE5534 на его «внутреннюю» асимметрию и аргументы в пользу этого утверждения. С этой целью с микросхемой NE5534 были проведены две серии экспериментов.

В первой серии экспериментов микросхема использовалась как в инвертирующем (Rвх = Rос =10кОм) так и в неинвертирующем включении в стандартном, нестандартном включении корректирующего конденсатора и без него.

Емкость корректирующего конденсатора в этой серии экспериментов 22пФ, стандартное включение ножки 5, 8, нестандартное – ножки 1, 5. Выходное напряжение, при котором проводились эксперименты два вольта, эквивалентная нагрузка 2,5кОм. Данные эксперимента приведены в Таблице 35.  

Таблица 35.

Рассмотрим данные приведенные в Таблице 35. В первых двух столбцах приведены коэффициенты гармоник и спектры искажений в стандартном включении корректирующего конденсатора. Из этих данных видно, что коэффициент гармоник в инвертирующем и неинвертирующем включении отличаются очень сильно, более чем на порядок. Такое сильное различие встречается и часто оно вызвано большой асимметрией паразитной емкости дифференциальных каскадов ОУ. Синфазное напряжение, действующее на входах ОУ в неинвертирующем включении воздействуя на паразитные емкости каскадов и «создает» преимущественно большую вторую гармонику, что довольно ярко проявляется и здесь.

Далее, в последующих двух столбцах приведены коэффициенты гармоник и спектры искажений без корректирующего конденсатора. Из данных видно, что как в инвертирующем включении, так и в неинвертирующем включении коэффициенты гармоник снизились. Однако степень их снижения разная, не пропорциональная. Это говорит о том, что в снижении искажений в неинвертирующем включении есть еще один механизм, отсутствующий в инвертирующем включении. Это снижение вызвано не только расширением полосы пропускания, но и влиянием данного включения конденсатора внешней коррекции на симметрию одного из каскадов ОУ.

В последних двух столбцах приведены коэффициенты гармоник и спектры искажений в нестандартном включении корректирующего конденсатора. Из этих данных видно, что полоса пропускания ОУ даже несколько уменьшилась (коэффициент гармоник в инвертирующем включении увеличился), а коэффициент гармоник в неинвертирующем включении существенно снизился.

Все эти три рассмотренные выше момента свидетельствуют о том, что в этом нестандартном включении корректирующего конденсатора помимо коррекции АЧХ осуществляется и нечто похожее на выравнивание асимметрии каскада ОУ. Чтобы дополнительно аргументировать это суждение рассмотрим, как влияет величина этой емкости на коэффициент гармоник ОУ. С этой целью была проведена вторая серия экспериментов, которая представлена на Рис.58 так же в графическом виде.

На этом графике приведены данные двух экспериментов соответствующие двум экспериментам приведенные в последних двух столбцах Таблицы 35, но в которых емкость корректирующего конденсатора варьировалась. Маркеры на кривых графиков соответствуют следующему ряду емкостей конденсатора – 0пФ; 8,2пФ; 16пФ; 22пФ; 33пФ; 47пФ. Остальные условия эксперимента здесь те же что и в первой серии.

Из графика Рис.58 для инвертирующего включения видно, что с ростом величины емкости корректирующего конденсатора коэффициент гармоник растет, а это косвенно говорит о том, что полоса пропускания АЧХ ОУ монотонно уменьшается. А вот в неинвертирующем включении вид кривой иной –  наблюдается минимум коэффициента гармоник. Наблюдается также и область, где коэффициент гармоник даже соответствует своему теоретическому значению (относительно инвертирующего включения). Минимум коэффициента гармоник для данного экземпляра микросхемы наблюдается при емкости корректирующего конд��нсатора около 18 пФ, коэффициента гармоник в этой точке около 1Е-05%.

Следует так же отметить, что снижение искажений происходит за счет уменьшения амплитуды второй гармоники, амплитуда третьей гармоники изменилась незначительно и даже несколько возросла. Таким образом, и этот эксперимент подтверждает утверждение, что в этом нестандартном включении корректирующего конденсатора действует механизм выравнивания асимметрии каскада ОУ, или похожий на него.

Из приведенных выше экспериментов следуют еще и следующие выводы:
1.      В инвертирующем включении с целью снижения искажений следует использовать стандартную схему включения корректирующего конденсатора (еще лучше его вообще исключить).
2.      В неинвертирующем включении с целью снижения искажений следует использовать нестандартную схему включения корректирующего конденсатора, оптимальная величина этой емкости около 18пФ.
3.      Из этих экспериментов, возможно, вытекает и следующее предположение: для ряда микросхем существенная разница в искажениях между инвертирующим и неинвертирующим включением микросхемы ОУ обусловлена и цепями коррекции.

Хочу обратить внимание и на то, что в экспериментах представленных выше использовался один экземпляр микросхемы, в иных экземплярах микросхемы NE5534 минимум искажений, возможно, будет наблюдаться при несколько ином значении емкости корректирующего конденсатора. В Таблицах 36, 37, 38 представленных ниже приведены результаты экспериментов, проведенные с микросхемой NE5534 и характеризующие ее работу в схемах регуляторов уровня сигнала. Условия проведения экспериментов те же что и в соответствующих экспериментах приведенных выше.

В Таблицах 36, 37 приведены данные экспериментов в неинвертирующем включении микросхемы с корректирующим конденсатором емкостью 22пФ причем,  в Таблице 36 в стандартном включении, а в Таблице 37 – в нестандартном включении корректирующего конденсатора.

Таблица 36

Таблица 37

Рассмотрим и сопоставим данные этих таблиц. Как видно из первого столбца таблиц в неинвертирующем включении в нестандартном включении Ск коэффициент гармоник, где то на порядок меньше и эта разность сохраняется и при включении резисторов на входах микросхемы. Следует отметить и очень мягкий, кроткий спектр гармоник во всех включениях одна – три гармоники, характер, которого сохраняется и при включении резисторов на входах микросхемы и только при сопротивлении 15кОм он расширяется до четырех гармоник и то в асимметричном включении.

Рост коэффициента гармоник в стандартном включении коррекции с увеличением сопротивления на входах микросхемы на начальном участке (асимметричный режим) не пропорциональный и вызван большой маскирующей и некомпенсированной второй гармоникой. В симметричном режиме наблюдается некоторое снижение коэффициента гармоник с ростом сопротивления на входах микросхемы, что вызвано взаимодействием искажений входного разностного тока с искажениями, возникающими в остальных каскадах микросхемы.

В нестандартном включении корректирующего конденсатора рост коэффициента гармоник с увеличением сопротивления на входах микросхемы (асимметричный режим) пропорциональный. В симметричном режиме и здесь так же наблюдается некоторое снижение коэффициента гармоник с ростом сопротивления (до 15кОм) на входах микросхемы.  

Микросхема прекрасно симметрируется в обоих включениях корректирующего конденсатора, в спектре искажений 1 – 2 гармоники. Ее можно использовать в высококачественных пассивных регуляторах в асимметричном режиме при стандартной коррекции при двух вольтах и сопротивлении резисторов потенциометров до 20кОм, в симметричном режиме – до 60кОм. При нестандартной коррекции в асимметричном режиме микросхему можно использовать при четырех вольтах и сопротивлении резисторов потенциометров до 20кОм, а в симметричном режиме – до 60кОм.

Из анализа величин коэффициентов гармоник при стандартной и не стандартной коррекции в асимметричном включении при сопротивлении резисторов на входе микросхемы 15кОм вытекает предположение, что компенсация второй гармоники корректирующим конденсатором осуществляется вероятнее всего, где то во внутренних каскадах микросхемы.

В Таблице 38 приведены параметры микросхемы, характеризующие ее работу в активных регуляторах уровня сигнала. Данные в ней приведены также как при стандартной, так и при нестандартной коррекции.

Таблица 38

В первых двух столбцах Таблицы 38 приведены коэффициенты гармоник инвертирующего каскада при выходном напряжении два и четыре вольта. Из этих данных видно, что при стандартной коррекции микросхемы коэффициенты гармоник несколько меньше по своей величине. Можно еще несколько снизить коэффициент гармоник в этом включении, если совсем исключить корректирующий конденсатор из схемы.

Как показывают данные приведенные в последних двух столбцах у микросхемы небольшие токовые искажения по выходу и большое ослабление сигнала при Rос = 0, что говорит о довольно неплохом и качественном выходном каскаде и что микросхему можно использовать и в высококачественных активных регуляторах сигнала.

Свинтенок В. А. <svaleks @ rambler . ru>

Продолжение

__________________________________