Сигналы, поступающие от датчиков, как правило, имеют малую амплитуду, недостаточную для непосредственной обработки в МК. Требуются входные усилители напряжения. Простейшие из них строятся на маломощных транзисторах общего применения. Их конкретные названия и частотные свойства особой роли не играют. Это связано с тем, что параметры современных кремниевых транзисторов примерно одинаковы у разных фирм-изготовителей, а быстродействие – на порядок-два выше, чем может обработать МК.
На Рис. а...п показаны схемы входных транзисторных усилителей. При большом уровне сигналов они превращаются в формирователи прямоугольных импульсов с высокой крутизной фронтов.
Рис. Схемы входных транзисторных усилителей
а) диоды VD1, VD2ограничивают входной сигнал по амплитуде. Цепочки RI, С1 и R3, L1 служат для коррекции фронтов сигнала. Чувствительность 200 мВ, максимальная входная частота 10...30 МГц. Чтобы понизить частоту сигнала, вместо резистора R4ставят цифровой делитель;
б) резистором R1 плавно регулируется чувствительность. Допустимая частота до 1 МГц;
в) входной сигнал Uвх проходит через два противофазных канала на две линии МК;
г) широкополосный усилитель с диапазоном частот 30 Гц... 100 МГц. Входное сопротивление не менее 1 МОм на частоте 1 кГц, чувствительность 75 мВ;
д) усилитель напряжения С. Чекчеева. Особенности: высокая линейность и низкий уровень гармоник. Коэффициент усиления определяется числом последовательно включённых диодов, в данном случае Ку = 4;
е) широкополосный усилитель-ограничитель. Чувствительность 50 мВ, диапазон частот до 40 МГц. Для ВЧ-сигналов (более 1 ...5 М Гц) на входе МК надо ставить цифровой делитель;
ж) коэффициент усиления определяется числом последовательно включённых транзисторов, в данном случае Ку = 3;
з) элементы R1, R2, С1...С3 корректируют АЧХ в области низких и высоких частот. Резистором R3 выбирается оптимальная рабочая точка транзистора VT1. Диод VD1 – защитный;
и) транзисторы VT2, VT3 включены по схеме «токовое зеркало». Диоды VDI, VD2 ограничивают входной сигнал по амплитуде «сверху» и «снизу». Диод VD3 отсекает шумы и помехи; к) дифференциальный импульсный усилитель на транзисторах VT1, VT2;
л) на вход МК поступает усиленный аналоговый сигнал и цифровая последовательность (UQX2). Элементы С1, С2, R4, R5, VD1 служат для развязки каналов;
м) усилитель с простейшим полосовым фильтром на транзисторе VTL Конденсатор С1 «срезает» амплитуду сигналов на низких, а конденсатор С2 – на высоких частотах;
н) через резистор R1 подаётся питание +5 В на внешнее устройство, подключаемое к разъёму XS1. ВЧ-сигнал от внешнего устройства усиливается транзистором VTI. Входное сопротивление со стороны разъема XS1 по высокой частоте составляет примерно 100 Ом (это номинал резистора R1), при этом условно считается, что конденсатор С1 по переменному току закорочен;
п) транзисторный усилитель с повышенным входным сопротивлением (определяется резистором R5 и параметром h21Э транзисторов VT1, VT2). Резистором R1 задаётся чувствительность.
Источник: 1000 и одна микроконтроллерная схема. С. М. Рюмик. Вып. 1
