В продолжение темы улучшения технических характеристик отечественного сдвоенного операционного усилителя КМ551УД2 был разработан вариант предварительного усилителя (ПУ) (рис. 1) с доработанным генератором стабильного тока (ГСТ) на биполярных транзисторах VT3VT4 вместо полевого транзистора как было ранее. Такая несложная доработка улучшила схему в целом: увеличилось петлевое усиление, что снизило нелинейные искажения; также увеличилась скорость нарастания выходного напряжения с 8В/мкс до 14В/мкс.
Напомню читателям, что суть доработки данной интегральной микросхемы (ИМС) сводится к использованию внешнего более быстрого каскада усиления напряжения (КУН) и выходного каскада (ВК) с бóльшим током покоя. В результате чего, увеличивается скорость нарастания выходного сигнала с типовых значений 3…4 В/мкс до 12…14 В/мкс при коэффициенте передачи Ku=10, а также улучшается нагрузочная способность усилителя, что в общем снижает нелинейные (гармонические) искажения с типового Kг = 0,02% до 0,0005% при Rн = 10 кОм.
Принципиальная схема ИМС КМ551УД2 изображена на рис. 2. В доработанной схеме (рис. 1) выходной сигнал снимается со второго дифференциального каскада ИМС с выводов 2 и 12, предназначенных для подключения конденсатора внешней коррекции. Затем сигнал поступает в КУН в каскодном исполнении на транзисторах VT1, VT2 со следящей связью на диодах VD1-VD3. КУН нагружен на ГСТ, выполненный на транзисторах VT3, VT4 с током 3,5 мА. Выходной каскад VT5, VT6 – типовой комплементарный эмиттерный повторитель с током покоя 5 мА. Рабочие токи КУН и ВК задаются резисторами R10 и R9 соответственно.
Спектрограммы выходного напряжения генератора синусоидального сигнала частотой 1 кГц и ПУ представлены на рисунках 3 и 4 соответственно.
Технические характеристики ПУ:
- Усиление 20 дБ;
- Коэффициент гармоник KГ при Rн=10 кОм 0,0005%;
- Верхняя частота среза fв.ср при Um=1 В 900 кГц;
- Частота единичного усиления f1 при Um=0,2 В 4,8 МГц;
- Скорость нарастания выходного напряжения Vвых 14 В/мкс;
- Минимальное сопротивление нагрузки Rн 300 Ом;
- Максимальное выходное напряжение Um 12 В;
- Шумовое напряжение, приведённое к входу, Eш в полосе частот 20 Гц… 20 кГц 1 мкВ.
Автор: vlad-kompozit