Аналоговый усилитель с выбором приоритетного канала, показанный на Рисунке 1, изначально задумывался как часть источника питания с несколькими выходами, в котором регулировка основывалась на уровне канала с самым высоким напряжением. Еще одним приложением была система управления двигателем с электронным контролем положения дроссельной заслонки, где требовалось, чтобы двигатель реагировал на высшую команду из нескольких входных сигналов.
В этой схеме усилитель с наиболее положительным выходным напряжением управляет цепью отрицательной обратной связи через прямосмещенный диод на его выходе. Он образует простой путь с единичным усилением через резисторы R1, R2, R3 или R4, – в зависимости от того, напряжение какого канала является наиболее положительным, – на инвертирующий вход усилителя. Включенный между инвертирующим входом и выходом диод усилителя с наибольшим входным напряжением смещен в обратном направлении, в результате чего от входа до общего выхода схема работает как усилитель с единичным усилением.
 |
|
| Рисунок 1. | Усилитель с выбором приоритетом входа пропускает на выход сигнал со входа с самым положительным напряжением. Эта схема реагирует на положительные входные сигналы, но при изменении полярности включения диодов и конфигурации источников питания она может работать с отрицательными сигналами. |
Выходные напряжения усилителей с более слабыми входными сигналами принудительно уменьшаются до тех пор, пока их диод обратной связи D2 (или диод любого соответствующего усилителя) не будет смещен в прямом направлении, в результате чего усилители будут оставаться под воздействием замкнутой петли локальной обратной связи. Резисторы 10 кОм, такие как R1, позволяют более слабым усилителям работать в качестве буферов с единичным усилением, образуя локальную цепь обратной связи. На Рисунке 2 показаны результаты моделирования для всех четырех каналов.
 |
|
| Рисунок 2. | Сигналы смоделированного 4-канального усилителя с выбором приоритетного входа. |
Разнородные входные сигналы подаются для усиления эффекта, когда два разных сигнала конкурируют за наибольшую амплитуду в различные интервалы времени. На Рисунке 3 показаны реальные осциллограммы двухканальной версии усилителя с выходом на Канал 3. (Обратите внимание, что нулевой уровень Канала 3 на экране осциллографа находится ниже, чем уровни Каналов 1 и 2).
 |
|
| Рисунок 3. | Осциллограммы сигналов в двухканальной версии усилителя с выбором приоритетного входа. Каналы 1 и 2 – входные сигналы, Канал 3 – выход. (Обратите внимание, что нулевой уровень Канала 3 на экране осциллографа находится ниже, чем уровни Каналов 1 и 2). |
Хотя эта схема сконфигурирована для работы с положительными входными напряжениями, для ее адаптации к отрицательным напряжениям достаточно поменять полярности включения диодов и соответствующим образом изменить напряжения питания.
В показанной схеме используется операционный усилитель Microchip MCP6V51/2/4, однако выбор может быть гораздо шире. При выборе необходимо учитывать следующие факторы:
- Для большинства приложений чаще требуется операционный усилитель с диапазоном синфазных сигналов, включающим напряжение отрицательной шины питания усилителя, которая обычно является землей схемы. В некоторых случаях может потребоваться усилитель с rail-to-rail диапазоном синфазных напряжений.
- Очевидно, что выбор допустимых напряжений операционных усилителей определяется уровнями входных сигналов и требованиями к выходным сигналам.
- Для этой схемы важна устойчивость при единичном усилении. При емкостной нагрузке выхода для поддержания устойчивости может потребоваться дополнительная коррекция.
Купить MCP6V51 на РадиоЛоцман.Цены
