Линейный усилитель на логическом элементе

[Veagan]

Господа, нужна ваша помощь.
Необходимо в Мультисиме смоделировать схему.
Описание к ней:
Логические элементы тран­зисторно-транзисторной логики можно использовать для линейного усиления сигнала На рисунке приведена схема усилителя. выполненного на элементе «2И-НЕ» с открытым коллектором.

Коэффициент усиления зависит от сопротивления резистора нагрузки R3. При R3=330 Ом он составляет 47; 680 Ом = 51; 1.7 кОм =77; 7.4 кОм = 89. Режим работы усилителя устанавливают подстроенным резистором R2, добиваясь на выходе элемента постоянного напряжения 2,5 В. Амплитудная характеристика такого усилителя при R3=680 Ом линейна до выходного напряжения 1,2 В.
Входное сопротивление усилителя — около 2.4 кОм. Нижняя граничная частота полосы пропускания для емкости конденсатора С1, указанной на схеме, составляет 20 Гц, а верхняя, по крайней мере,— 200 кГц (на более высоких частотах измерения не производились.)

У меня возникла пара вопросов, на которые, в силу незначительности знаний и опыта, не могу найти ответы.

1. Это усилитель чего (мощности, напряжения или ещё чего-то?)
2. Что мне надо в мультисиме подключить на вход (если это генератор, то какие импульсы должны быть) и какие приборы использовать, что бы наглядно увидеть её работу?

PS. Был бы чертовски признателен, если кто-то нарисовал бы её в мультисиме (как это должно быть) и представил принтскрин.

[Meteor]

Насколько я помню, для ввода логического элемента в линейный режим, необходимо организовать обратную связь с выхода на вход.

Усилитель получается напряжения.
На практике, подобное включение не рекомендуется - логика предназначена для ключевых режимов.
Относительно мультисима - не уверен, что в нем полностью отражена модель и она будет моделировать активный режим.
Вообще за подобные задания (я так понял курсовик и контрольная работа) я бы преподавателям удалял мозг - все равно они пользуются только костным.

[aen]

Так, как автор нарисовал тоже можно перевести ТТЛ логику в активный режим. Для каждой серии сопротивление разное.
Если я еще не полностью забыл, то для 155 серии оно равно 1,53 ком.

В симуляторе данный режим вряд ли можно смоделировать.
Выход только если нарисовать схему замещения логического элемента на рассыпухе.

[Veagan]

Проблема в том, что нарисовав схему в мультисиме (рис 1.) я вообще не вижу даже повторения сигнала на выходе (рис 2.), не говоря об усилении.

[SmarTrunk]

В Микрокапе у меня получалось очень хорошо переводить логические элементы в линейный режим. Но для этого я их разрисовывал из транзисторов, резисторов и диодов, объявлял макросом и уже с макросом работал. Еще, так, как в первом посте, не получится с новой КМОП-логикой 74HC и т.д. И вообще, схема мне не нравится, с обратной связью (как предложили) лучше, и настраивать не надо.

Все там хорошо, просто сигнал надо подавать маленький (усиление большое), подстроить подстроечник, и вообще Мультисим может не понять, и давать на выходе меандр или ничего.

[klamper]

1. Это усилитель чего (мощности, напряжения или ещё чего-то?)

Это понятие не фукции а по назначению.
С учетом того что эта микросхема изначально рассчитана и позволяет подключить к ее выходу несколько входов или нагрузку - это усилитель мощности, если к ней подключается следующий каскад для дальнейшего усиления - усилитель напряжения.

Насколько я помню, для ввода логического элемента в линейный режим, необходимо организовать обратную связь с выхода на вход.

Не имеет значения каким образом вывести цифровую микросхему из состояния отсечки или как в данном случае из насыщения.

[Veagan]

Кто нибудь моделировал 2И-Не рассыпухой? подскажите, какие надо использовать транзисторы и диоды для модели. Я в даташите на 7400N нашел внутреннюю схему, но там только номиналы резисторов даны.

[sstvov]

какие надо использовать транзисторы и диоды для модели.

Любые обычные кремниевые подойдут.
Впрочем можете роэкспериментировать

[Ariadna-on-Line]

Чтобы эта схемка действительно считалась линейным усилителем с обратной связью, переводящей элемент в линейный режим, поставьте на входе конденсатор. Он будет развязкой по постоянке от предыдущего каскада. Кусиления для К155 около 35.

[Ariadna-on-Line]

Да, и не пытайтесь такое делать с КМОП-ами. В большинстве случаев перегрев гарантирован.

[SmarTrunk]

Да вроде КМОПы 561-й серии очень упешно работают усилителями, но не при максимальном напряжении питания за 12 В, конечно. Хотя особого смысла в этом не вижу

[klamper]

Чтобы эта схемка действительно считалась линейным усилителем с обратной связью, переводящей элемент в линейный режим, поставьте на входе конденсатор.

Каким "чудесным образом" конденсатор обеспечивает линейность режима ТТЛки?

В большинстве случаев перегрев гарантирован.

В каком случае появится "перегрев" - можно детализировать пару примеров из "большинства случаев?

[Ariadna-on-Line]

конденсатор на входе не позволит постоянной составляющей сигнала с предыдущего каскада влиять на "наш каскад". И наоборот, внешняя цепь не будет шунтировать сигнал обратной связи, переводящей каскад в линейный режим. Смотрите рисунок. Вот нафига бы там электролиты на входе?

Попробуйте подержать линейный каскад из КМОП-ов (К176, К561, CD40xx) в режиме "молчания" и быстро убедитесь.

[aen]

Вот более наглядный пример.
В статье показано где конденсаторы нужно ставить, а где можно обойтись и без них.

[SmarTrunk]

Ариадн-он-лайн
В общем случае, ничего не будет, если напряжение питания не задирать. Сопротивление открытых ключей 561-й серии - сотни ом, а будут два последовательно включены, т.е. сквозное сопротивление близко к килоому. Чем были хороши мс 561-серии, тем, что на выход можно было подключать светодиод без токоограничительного резистора, и отлично все работало. У 176 серии еще выше сопротивление ключей... Конечно, это нештатный режим, и махровая радиолюбительщина, ну так и здесь также.

[klamper]

конденсатор на входе не позволит постоянной составляющей сигнала с предыдущего каскада влиять на "наш каскад". ...Смотрите рисунок.

Полагаю что просмотр рисунока от Lazy поколебАет твои убеждения.

Попробуйте подержать линейный каскад из КМОП-ов (К176, К561, CD40xx) в режиме "молчания" и быстро убедитесь.

Ответа нет -поэтому я должен поверить в эту страшилку по умолчанию?

[falkonist]

...сигнал надо подавать маленький (усиление большое)

Вопрос на засыпку: а какой на самом деле коэффициент усиления единичного инвертора ТТЛ и КМОП логики?

Сидите крепче на стуле, а то упадете...

[SmarTrunk]

Ну там на входе был синус, а на выходе меандр, на картинке у человека.

Какое усиление... достаточное, чтобы из синуса 10 МГц напряжением 200мВ скз сделать меандр размахом 5 вольт с крутыми фронтами (логический элемент 74HC00 в линейном режиме при напряжении 5В)

[aen]

инвертора ТТЛ и КМОП

Про ЭСЛ забыли.
При переводе инвертора 500 серии на частоте 100 мгц коэффициент усиления по напряжению получается больше 30.
Само собой имеется в виду, что на выходе тоже синус.
Правда выходное неискаженное напряжение на выходе можно получить не более 170 мв

[Ariadna-on-Line]

Простой подсчет. Как тут сказали - одна комплементарная пара - сквозное сопротивление около килоома. В К176ЛЕ5 - 4 элемента. Т.е. суммарное 1000/4=250ом. При 10вольт питания P=10*10/250=400мВт. Может трагедии и не будет, но и хорошего тут мало. Радиолюбительщина , точно махровая.