ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ

August 22, 2014 by admin Комментировать »

Высокочастотные усилители предназначены для работы в области высоких и сверхвысоких частот, что предопределяет уникальность схемотехники их построения и особенности использования.

Для этой области частот характерно то, что любой проводник одновременно является индуктивностью, а паразитные емкостные связи возникают между любыми близкорасположенными элементами схемы.

Рис. 33.7. Цоколевка микросхемы МАХ4012

Рис. 33.2. Схема высокочастотного повторителя на микросхеме МАХ4012

Микросхемы МАХ4012, МАХ4016, МАХ4018, МАХ4020 фирмы Maxim содержат в своих корпусах, соответственно, 1, 2, 3 и 4 однотипных высокочастотных ОУ, см, например, рис. 33.1 [33.1, 33.2]. Эти усилители одновременно можно отнести к классу «Rail-to-Rail». Они могут работать при питании от однополярного источника напряжения 3,3—10 В или двуполярного ±(1,65—5) В.

Верхняя граничная частота усиления на уровне -3 дБ составляет для МАХ4012 200 МГц, для остальных микросхем этой серии — 150 МГц. Коэффициент усиления ОУ в низкочастотной области может доходить до 60 дБ.

Рис. 33.3. Схема неинвертирующего высокочастотного усилителя на микросхемах серии МАХ40хх

Основные закономерности и особенности включения низкочастотных ОУ, рассмотренных ранее, сохраняются и для области высоких частот, однако для техники высоких частот характерны и специфические особенности, рис. 33.2—33.4.

Ниже приведены типовые схемы включения микросхем серии МАХ40хх в качестве:

♦  повторителя напряжения (рис. 33.2);

♦  неинвертирующего усилителя (рис. 33.3);

♦  инвертирующего усилителя (рис. 33.4).

Коэффициент передачи этих устройств равен, соответственно, 1,

Рис. 33.5. Схема высокочастотного усилителя на микросхемах серии МАХ40хх, работающего на емкостную нагрузку

Рис. 33.4. Схема инвертирующего высокочастотного усилителя на микросхемах серии МАХ40хх

На рис. 33.5 показан пример реализации ВЧ усилителя на микросхемах серии МАХ40хх, работающего на емкостную нагрузку.

Предполагается, что величина емкости нагрузки находится в диапазоне 20—250 пФ.

Микросхема МАХ4005 фирмы MAXIM (рис. 33.6) предназначена для работы в качестве широкополосного высокочастотного буферного каскада в полосе частот до 950 МГц (на уровне -3 дБ) и 2000 МГц (на уровне -6 дБ).

Рис. 33.6. Схема высокочастотного широкополосного буферного каскада на микросхеме МАХ4005

Входная емкость — 2,2 пФ. Сопротивление нагрузки — 75 Ом. Напряжение питания ±5,0 В, ±10 %. Предельная рассеиваемая мощность — 470 мВт. Предельное входное напряжение может достигать ±2,5 В. Ток, потребляемый микросхемой от положительного источника питания, — 9—19 мА (типовое значение 14 мА), от отрицательного — 9—14 (11) мА.

Микросхемы AD830 (рис. 33.7—33.9) в типовом включении способны работать в полосе частот до 40 МГц при питании от источников напряжения ±5 В и до 200 МГц при ±15 В.

Рис. 33.7. Схема безрезисторного широкополосного усилителя на микросхеме AD830 с коэффициентом передачи 2

Примечание.

Внутренне строение этой микросхемы приведено нами ранее, см. гл. 12, рис. 12.7.

Рис. 33.8. Схема широкополосного повторителя напряжения на микросхеме AD830

Рис. 33.9. Вариант включения микросхемы AD830 в качестве широкополосного повторителя напряжения

Микросхемы серии MSA-0186, MSA-0286, MSA-0486, MSA-0686, MSA-0786, MSA-0886 фирмы Hewlett Packard предназначены для использования в качестве широкополосных ВЧ усилителей. Так, например, микросхема ВЧ усилителя MSA-0686 работает при напряжении питания 3,5 В (2,8—4,2 В), рис. 33.10. Типовой коэффициент усиления в полосе частот до 500 МГц 18,5 дБ при коэффициенте шума до 3 дБ. Предельная частота усиления на уровне —3 дБ 800 МГц. Микросхема сохраняет способность усиливать сигналы (Кус > 1) до частоты 6 ГГц. Входное/выходное сопротивление 50 Ом. Потребляемый ток 50 мА, рассеиваемая мощность до 200 мВт.

Микросхемы TSH690, TSH691 предназначены для работы в качестве широкополосного ВЧ усилителя, работающего в полосе частот 40—1000 МГц. В состав микросхемы входит двухкаскадный усилитель, напряжение питания на каждый из каскадов и на цепи смещения Vbias задается раздельно и в пределе может достигать 5,5 В, рис. 33.11.

Рис. 33.10. ВЧ усилители на микросхемах MSA-0686

Потребляемый ток — 46 мА. Напряжение в цепи смещения Vbjas определяет уровень выходной мощности (коэффициент передачи) усилителя

Рис.33.11. Внутреннее строение и цоколевка микросхем TSH690, TSH691

Рис. 33.12. Типовая схема включения микросхем TSH690, TSH691 в качестве усилителя в полосе частот 300— 7000 МГц

и может регулироваться в пределах 0—5,5 (6,0) В. Коэффициент передачи микросхемы TSH690 (TSH691) при напряжении смещения Vbias=2,7 В и сопротивлении нагрузки 50 Ом в полосе частот до 450 МГц составляет 23(43) дБ, до 900(950) МГц — 17(23) дБ.

Практическая схема включения микросхем TSH690, TSH691 приведена на рис. 33.12. Рекомендуемые номиналы элементов: С1=С5=100— 1000 пФ; С2=С4=1000 пФ; С3=0,01 мкФ; L1 150 нГн; L2 56 нГн для частот не свыше 450 МГц и 10 нГн для частот до 900 МГц. Резистором R1 можно регулировать уровень выходной мощности (можно использовать для системы автоматической регулировки выходной мощности).

Широкополосный усилитель INA50311 (рис. 33.13), производимый фирмой Hewlett Packard, предназначен для использования в аппаратуре подвижной связи, а также в бытовой радиоэлектронной аппаратуре, например, в качестве антенного усилителя или усилителя радиочастоты. Рабочий диапазон усилителя 50—2500 МГц. Напряжение питания — 5 В при потребляемом токе до 17 мА. Усредненный коэффициент усиления

Рис. 33.13. Схема внутреннего строения микросхемы ΙΝΑ50311

10 дБ. Максимальная мощность сигнала, подводимого к входу на частоте 900 МГц, не более 10 мВт. Коэффициент шума 3,4 дБ.

Типовая схема включения микросхемы ΙΝΑ50311 при питании от стабилизатора напряжения 78LO05 приведена на рис. 33.14.

Рис. 33.14. Схема широкополосного усилителя на микросхеме INA50311

Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты