Функциональная схема экспандера. Описание элементов функциональной схемы. Расчет элементов функциональной схемы, страница 4

Для получения соответствующих опорных напряжений применим резистивные делители напряжения , питаемые от источника напряжения  –15 В . В качестве опорного используется отицательное напряжение , т.к. после масштабирующего усилителя информационного сигнала получили сигнал отрицательной полярности . Входными токами входов компараторов ( около 1 мкА ) можно пренебрегнуть , т.к. мы задаемся током делителя 1 мА , и утечка во входную цепь не играет никакой роли . При этом , в резистивном делителе один из резисторов подстроечный , и с его помощью можно подстроить опорное напряжение , снимаемое с делителя до нужного уровня .Принимаем R_оп = 10 кОм , при этом R_п должно изменяться в пределах от 47 Ом до 4,7 кОм .

Принимаем R₁₉=R₂₂=R₂₄=10 кОм (соответствуют на рисунке R_оп)

В качестве R₂₀ , R₂₁ , R₂₃ используем подстроечные резисторы

СП2-2А . Необходимые опорные напряжения получаем , изменяя сопротивления соответствующих подстроечных резисторов , также подстроечными резисторами компенси-руется напряжение смещения на входах компараторов .

В качестве ключей используется микросхема КР1561 , пригодная для коммутации аналоговых и цифровых сигналов .

Микросхема открывается по управляющему входу V высоким уровнем напряжения с выхода компаратора , имеет сопротивление открытого ключа около 80 Ом . При срабатывании компараторов открываются соответствующие ключи , соединяющие выход фильтра высоких частот с усилителем с переменным коэффициентом усиления .

В качестве компараторов используется микросхема 521СА3 , т.к. она имеет удовлетворяющий нас уровень допустимого входного дифференциального сигнала .

4.7.  Усилитель с переменным коэффициентом усиления .

Рис   Схема усилителя с переменным коэффи-

циентом усиления .

Данный усилитель должен обеспечивать заданные коэффициенты  затухания сигнала с выхода фильтра высоких частот в зависимости от того , какие ключи коммутируют сигнал . Кроме того , данная схема должна ослаблять сигнал в четыре раза вне зависимости от того , через какие ключи коммутируется сигнал ( для того , чтобы высокочастотная составляющая сигнала имела такой же итоговый коэффициент усиления , как и низкочастотная  , т.е. усилена в пять раз по сравнению с сигналом , поступившим на вход входного усилителя ) . Для данной схемы включения ОУ коэффициент усиления определяется как :

К_у = R₂₈ / R_сумм

Значение R_сумм определяется параллельным соединением резисторов R₂₅ , R₂₆ , R₂₇ в зависимости от того , какие ключи открыты . Сопротивлением открытого ключа пренебрегем , т.к. оно мало по сравнению с сопротивлением резисторов .

При уровне входного сигнала менее 2 мВ все ключи закрыты ,

R_сумм равно бесконечности , К_у равно нулю .

При уровне входного сигнала от 2 мВ до 10 мВ открыт верхний  ключ , R_сумм должно быть таким , чтобы обеспечить коэффициент затухания сигнала  6 дБ ( К_пер = 0,5 ), т.е. К_у должен быть равен 0,125  ( 0,50,25 ) , это достигается соотношением резисторов R₂₈ и R₂₅ (R_сумм = R₂₅ ) .

При уровне входного сигнала от 10 мВ до 100 мВ открыты верхний и средний ключи , R_сумм должно быть таким , чтобы обеспечить коэффициент затухания сигнала  0,5 дБ

( К_пер = 0,94 ), т.е. К_у должен быть равен 0,235  ( 0,940,25 ) , это достигается соотношением резисторов R₂₈ и параллельным включением R₂₅ и  R₂₆  (R_сумм = R₂₅II R₂₆ ) .

При уровне входного сигнала от 100 мВ и выше открыты все ключи , R_сумм должно быть таким , чтобы обеспечить коэффициент затухания сигнала  0 дБ (К_пер = 1), т.е. К_у должен быть равен 0,25  ( 10,25 ) , это достигается соотношением резисторa R₂₈ и параллельным включением R₂₅ , R₂₆ и R₂₇ (R_сумм = R₂₅ II R₂₆ II R₂₇ ) .