редлагаемое вниманию читателей устройство разработано для усиления и преобразования сигналов ЭСЛ. Перед конструированием была поставлена задача независимого регулирования размаха и постоянной составляющей выходного сигнала, причём с возможностью получения как положительных, так и отрицательных импульсов даже при максимальном размахе.
Оба регулятора в усилителе не находятся под ВЧ напряжением сигнала, поэтому могут быть отдалены на некоторое расстояние друг от друга, удобное для пользователя. Совместно с генератором сигналов ЭСЛ усилитель мощности использован для налаживания и исследования цифровых и аналоговых устройств.
Основные технические характеристики
Логические уровни входного сигнала ЭСЛ, В
высокий .................-0,8
низкий ...................-1,6
Входное сопротивление,кОм,
не менее ................0,6
Выходное сопротивление, Ом
..........................50
Размах выходного напряжения, В, не менее, на нагрузке сопротивлением 50 Ом
.......................2,5
Время нарастания и спада выходных импульсов, нс,
не более .....................10
Отклонение от горизонтальности вершины импульсов, %,
не более ................5
Рис. 1
Схема усилителя изображена на рисунке. Входная ступень усилителя - дифференциальная, собранная на транзисторах VT1 и VT2 с генератором тока на транзисторе VT4. Диоды VD2 и VD3 задают образцовое напряжение (-1,2 В). Разность между логическими уровнями ЭСЛ и образцовым напряжением - не менее 200 мВ, что достаточно для полного переключения дифференциальной ступени [1].
Эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 выполняет функцию регулируемого источника питания дифференциальной ступени. От напряжения, установленного резистором R3, зависит верхний (положительный) уровень выходного напряжения.
При изменении напряжения на базе транзистора VT4 изменяется ток дифференциальной ступени. От этого тока зависит размах выходного напряжения, причём верхний (положительный) уровень, заданный напряжением на базе транзистора VT3, практически не изменяется, а нижний (отрицательный) зависит от тока транзистора VT4. Сформированные прямоугольные импульсы поступают на эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе VT5 с источником тока VT7 в эмиттерной цепи.
Транзистор VT6 совместно с резисторами R15 и R16 образуют аналог стабилитрона, предназначенный для сдвига уровня постоянной составляющей, что необходимо для получения разно-полярного выходного напряжения.
Падение напряжения на светодиоде HL1 использовано как образцовое для источника тока на транзисторе VT7.
Выходная ступень построена на транзисторах VT8 - как эмиттерный повторитель и VT9 - как источник тока для него. Ток равен примерно 80 мА. Дроссель L1 увеличивает выходное сопротивление источника тока на высокой частоте за счёт увеличения полного сопротивления эмиттерной цепи. Стабилитрон VD5 снижает мощность, рассеиваемую транзистором VT8. Резистор R22 определяет выходное сопротивление усилителя и согласует его с нагрузкой.
Резисторы в базовых цепях транзисторов VT1, VT3, VT4, VT5, VT8, VT9 предупреждают возникновение паразитного самовозбуждения усилителя.
Входные логические уровни усилителя могут быть изменены соответствующим выбором образцового напряжения на базе транзистора VT2, но следует убедиться в отсутствии насыщения транзисторов дифференциальной ступени.
Печатную плату усилителя я не разрабатывал. Собирал его на стойках, изготовленных из резисторов МЛТ-0,25 с удалёнными токопроводящим слоем и выводами, припаянных к пластине фольгированного стеклотекстолита.
При выборе транзисторов необходимо помнить, что, за исключением VT3, VT6, VT7, все они должны иметь граничную частоту коэффициента передачи тока базы не менее 900 МГц. Допустимая мощность рассеивания транзистора VT7 - не менее 200 мВт; для облегчения теплового режима на его корпус следует надеть теплоотвод в виде спирали из медной или латунной проволоки диаметром 0,5...1 мм, свёрнутой в кольцо [2].
Дроссели L1 - ДМ-0,6, L2 и L3 - ДПМ-1,2.
Напряжение стабилизации аналога стабилитрона на транзисторе VT6 должно быть равным примерно 5 В, его устанавливают подборкой резистора R15. Вместо транзистора VT6 можно применить стабилизатор КР142ЕН19 (TL431) - управляющий вывод подключают как базу транзистора, катод - как коллектор, анод - как эмиттер. В этом случае подбирать следует резистор R16, а не R15. Оптимум должен соответствовать соотношению R15-R16.
Выходные транзисторы VT8 и VT9 следует устанавливать на теплоотводы с полезной площадью не менее 50 см2.
Для налаживания усилителя устанавливают движки переменных резисторов R2 и R3 в верхнее по схеме положение и подают на вход прямоугольные импульсы с уровнями ЭСЛ частотой 1...2 кГц. Подборкой резистора R15 добиваются отсутствия постоянной составляющей на выходе. Убеждаются, что транзисторы VT1 и VT2 не входят в насыщение в нижнем по схеме положении движка R3 (напряжение на коллекторе транзисторов всегда должно быть больше базового).
Нагрузив усилитель резистором сопротивлением 50 Ом и увеличив частоту примерно до 100 кГц, с помощью осциллографа проверяют форму выходных импульсов (крутизну фронта и спада импульсов, амплитуду выбросов, горизонтальность вершины).
Литература
1. Найдеров В. 3., Голованов А. И., Юсупов 3. Ф., Гетман В. П., Гальперин Е. И. Функциональные устройства на микросхемах. - М.: Радио и связь, 1985, с. 6-17.
2. Плотников В. Радиатор для маломощных полупроводниковых приборов. - Радио, 1973, № 7, с.27.
Автор: Э. Мамедов, г. Баку, Азербайджан