Zaloguj się
Wszystkie
27 listopada 2025
37
- Zakres częstotliwości pracy: od 100 kHz do 75 MHz
- Liczba wejść: 1
- Liczba wyjść: 2, indywidualnie regulowane wzmocnienie
- Zakres wzmocnienia: 1,44× (3 dB) do 7,9× (18 dB)
- Maksymalny poziom wyjściowy:
- 25,6 dBm przy 30 MHz (360 mW na 50 Ω, 12,5 dBV, 4,25 V RMS)
- 23,2 dBm przy 50 MHz (207 mW na 50 Ω, 10 dBV, 3,2 V RMS)
- 13,5 dBm przy 70 MHz (22 mW na 50 Ω, 0,51 dBV, 1,06 V RMS)
- Zasilanie: 9 V...12 V DC przy 20 mA...25 mA (lub 5 V DC ze zredukowanymi maksymalnymi poziomami wyjściowymi)
Duża część generatorów sygnału nie zapewnia wystarczająco wysokiego poziomu wyjściowego dla niektórych zastosowań. Na przedstawionej w artykule niewielkiej płytce został zamontowany szybki podwójny wzmacniacz operacyjny OPA2677 używany do wzmacniania sygnałów z zakresu 100 kHz...75 MHz z mocą od około 0 dBm (1 mW, 225 mV/–13 dBV na 50 Ω) do około 18 dBm (63 mW, 1,78 V/5 dBV na 50 Ω).
Układ OPA2677 odznacza się bardzo dobrymi parametrami technicznymi. Może pracować z napięciami od 3,3 V do 12 V, ma wyjścia typu rail to rail, wysoką zdolność sterowania i parametr GBW wynoszący 200 MHz (iloczyn pasma i wzmocnienia). Ale to, co go wyróżnia, to szybkość narastania wynosząca 1800 V/μs, co oznacza, że może zapewnić duże zmiany napięcia wyjściowego dla sygnałów o wysokiej częstotliwości.
Układ OPA2677 to podwójny wzmacniacz operacyjny i dlatego mój projekt zapewnia dwa wyjścia dla jednego sygnału wejściowego. Poszczególne rezystory sprzężenia zwrotnego i potencjometr ustawiają wzmocnienie dla każdego wyjścia.
Maksymalne wzmocnienie wynosi 1+(470 Ω/68 Ω)=7,9 V/V przy jednoobrotowym potencjometrze montażowym 1 kΩ ustawionym na minimum. Najniższe wzmocnienie wynosi 1+(470 Ω/1068 Ω)=1,44 V/V przy ustawieniu potencjometru na maksimum. Impedancja wyjściowa wynosi 50 Ω i bezpiecznie wysteruje obciążenie 50 Ω.
Napięcie zasilania powinno idealnie mieścić się w zakresie 9 V...12 V. Można użyć zasilania 5 V DC, ale wzmocnione sygnały będą na wyjściu wzmacniacza operacyjnego ograniczone do 5 Vpp i 2,5 Vpp na obciążeniu 50 Ω lub 884 mV RMS (13,9 dBm/24 mW). Maksymalna moc wyjściowa przy zasilaniu 12 V wynosi około 25 dBm, jak pokazano w ramce specyfikacji.
Wzmacniacz jest użyteczny w zakresie od 100 kHz do 75 MHz, chociaż po przekroczeniu 50 MHz maksymalny poziom wyjściowy zaczyna spadać. W tabeli 1 zamieszczono wyniki punktowych pomiarów dla kilku częstotliwości przy użyciu mojego generatora sygnału jako wejścia. Zmiany na wyjściu zależą w pewnym stopniu od zmian poziomu wyjściowego generatora sygnału.
Układ OPA2677 nie jest tani, kosztuje około 9 USD w sklepie Digi-Key, Mouser lub element14, ale kupiłem pięć z AliExpress za 14,50 USD. Mimo to, nawet jeśli zapłacisz 9 USD, całkowity koszt budowy tego wzmacniacza jest niewielki. Zobacz ramkę na końcu artykułu w której znajduje się krótki opis zestawu.
Opis schematu
Zastosowano w nim sprzężenie zmiennoprądowe sygnału wejściowego podawanego przez złącze SMA CON1 do obu połówek podwójnego wzmacniacza operacyjnego IC1. Użyto do tego kondensatorów o pojemności 100 nF. Sygnały te są podciągane do połowy napięcia zasilającego VCC (np. 2,5 V dla zasilania 5 V lub 6 V dla zasilania 12 V) za pomocą rezystorów 470 Ω.
Kondensatory sprzęgające i rezystory podciągające tworzą filtry górnoprzepustowe o częstotliwości granicznej 3,4 kHz (1÷[2 πF×100 nF×470 Ω]), więc nie będą tłumić sygnałów w określonym zakresie częstotliwości roboczych, od 100 kHz do 75 MHz.
Sygnały są doprowadzone do nieodwracających wejść, więc wzmacniacze nie odwracają fazy sygnału. Wyjścia wzmacniaczy operacyjnych (piny 1 i 7) są połączone z powrotem do wejść odwracających (piny 2 i 6) przez rezystory 470 Ω, które z potencjometrami montażowymi i ich szeregowymi rezystorami 68 Ω tworzą dzielniki napięcia VR1/VR2.
Kondensatory 100 nF w obwodzie sprzężenia zwrotnego zmniejszają wzmocnienie DC tych wzmacniaczy do 1×, dzięki czemu wejściowe napięcia offsetu (do 5,3 mV) nie są wzmacniane. Częstotliwość graniczna utworzonego filtra górnoprzepustowego jest zbliżona do częstotliwości obwodów wejściowych, ponieważ wartości elementów są takie same.
Jak wspomniano wcześniej, wzmacniacze operacyjne mają bardzo szerokie pasma wzmocnienia (GBW) i szybkość narastania napięcia wyjściowego, więc nadają się świetnie do układów wysokich częstotliwości. Ponieważ szerokość pasma wzmocnienia jest stała, maksymalna częstotliwość sygnału spada wraz ze wzrostem wzmocnienia. Na przykład, przy GBW równym 200 MHz, możliwe jest wzmocnienie 4× przy 50 MHz lub około 3× przy 70 MHz.
Wyjścia dwóch wzmacniaczy operacyjnych są podłączone do złączy SMA za pośrednictwem kondensatorów 100 nF. Dzięki temu została wyeliminowana polaryzacja VCC/2 DC. Rezystory 51 Ω zapewniają dopasowania impedancji. Można je zmienić na 75 Ω, jeśli konieczna jest współpraca z urządzeniami o impedancji 75 Ω.
Szyna VCC/2 jest utworzona przez prosty dzielnik napięcia 1,2 kΩ/1,2 kΩ z kondensatorem 100 nF połączonym między złączem a masą w celu wyeliminowania tętnienia zasilania i utrzymania niskiej impedancji źródła przy wyższych częstotliwościach. Wzmacniacz operacyjny IC1 ma również obowiązkowy kondensator blokujący zasilanie o pojemności 100 nF.
Należy pamiętać, że wejście CON1 nie jest wyposażone w rezystor terminujący. W razie potrzeby do zacisków gniazda SMA można dodać rezystor o rozmiarze M2012/0805 (51 Ω lub 75 Ω).
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
