Страница 1 из 3

Линейный усилитель на логическом элементе

Добавлено: Вс дек 02, 2012 21:16:26
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вс дек 02, 2012 21:56:13
Meteor
Насколько я помню, для ввода логического элемента в линейный режим, необходимо организовать обратную связь с выхода на вход.
Изображение
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вс дек 02, 2012 22:01:18
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вс дек 02, 2012 22:25:17
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вс дек 02, 2012 22:39:11
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вс дек 02, 2012 22:41:46
klamper
Veagan писал(а):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.
Meteor писал(а):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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Пн дек 03, 2012 19:38:05
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Пн дек 03, 2012 20:19:36
sstvov
Veagan писал(а):какие надо использовать транзисторы и диоды для модели.
Любые обычные кремниевые подойдут.
Впрочем можете роэкспериментировать :)

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 00:39:21
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 00:43:37
Ariadna-on-Line
Да, и не пытайтесь такое делать с КМОП-ами. В большинстве случаев перегрев гарантирован.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 09:20:01
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

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 15:08:14
klamper
Ariadna-on-Line писал(а):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?
Ariadna-on-Line писал(а):В большинстве случаев перегрев гарантирован.
В каком случае появится "перегрев" - можно детализировать пару примеров из "большинства случаев?

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 21:04:23
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 21:30:03
aen
Вот более наглядный пример.
В статье показано где конденсаторы нужно ставить, а где можно обойтись и без них.

Изображение

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 21:37:30
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.

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 21:53:09
klamper
Ariadna-on-Line писал(а):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.
Ariadna-on-Line писал(а):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? :))

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 22:07:13
falkonist
SmarTrunk писал(а):...сигнал надо подавать маленький (усиление большое)
Вопрос на засыпку: а какой на самом деле коэффициент усиления единичного инвертора ТТЛ и КМОП логики? :P

Сидите крепче на стуле, а то упадете...

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 22:15:28
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)

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 22:17:17
aen
falkonist писал(а):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

Re: ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ЛОГИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Добавлено: Вт дек 04, 2012 22:19:00
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.