Следующий путь снижения искажений в пассивных регуляторах уровня сигнала – включение потенциометров по схеме «L» регуляторов

Свинтенок В. А.

С целью снижения искажений в пассивных регуляторах уровня сигнала на практике часто используется включение потенциометров по схеме так называемых «L» регуляторов. Известно и как было показано в предыдущих разделах статьи искажения, возникающие и вызванные синфазным напряжением на входах микросхемы, довольно сильно зависят от амплитуды синфазного напряжения, особенно при наличии резисторов на входах микросхем. Снижение синфазного напряжения на входах микросхемы и используется в «L» регуляторах как главный фактор снижения искажений. Однако влияет на искажения и изменение выходного сопротивления регулятора при использовании в них «L» регуляторов. Одна из возможных реализаций схемы «L» регулятора представлена на Рис.59. Отличается она от схемы стандартного включения потенциометра (Рис.60) включением дополнительного резистора R1 ослабляющего амплитуду входного сигнала и резисторов R2, R3 (в цепи ОООС) восстанавливающих амплитуду входного сигнала на выходе микросхемы.  

Для оценки качественных изменений параметров регулятора при таком включении потенциометра в «L» регуляторе необходимо было принять критерии сопоставления параметров этих двух схем. Далее за критерии сравнения этих двух схем (Рис.59, 60) было взято следующее:
1. Входные сопротивления схем Рис.59, 60 равны и составляют в данном случае 10кОм.
2. Входные и выходные напряжения в схемах равны (коэффициент передачи регулятора в верхнем положении движка потенциометра равен единице).
      Далее необходимо было выбрать и критерий ослабления величины амплитуды входного напряжения «L» регулятора. Ранее экспериментально было установлено, что особенно для микросхем с «пороговым» эффектом резкое возрастание искажений и ухудшение спектра гармоник чаще всего наблюдается в пределах 0,5 – 1 вольта (иногда и больше) входного синфазного напряжения действующего на входах микросхем. Если принять амплитуду входного напряжения 2 и 4 вольта, то с учетом выше сказанного коэффициент ослабления должен выбираться из диапазона 0,25 – 0,125 (в 4 – 8 раз). Здесь и далее в основном принят коэффициент ослабления 0,2 (в 5 раз), а коэффициент передачи схем Рис.59, 60 в верхнем положении движка потенциометра равен единице.
      Выходные сопротивления регуляторов, выполненные по схемам, приведенными на Рис.59 и Рис.60 со стороны неинвертирующего входа ОУ различны и их вид представлен на Рис.61. Кривые графиков представлены для конкретных значений сопротивлений резисторов: R1 = R3 = 8кОм и Rп = R2 = 2кОм для схемы Рис.59, Rп = 10кОм для схемы Рис.60.
      Выходное сопротивление «L» регулятора можно привести и представить в следующем виде:

 Rвых = Rп*Кр*[1-(Rп/Rвх)*Кр].
Здесь: Rп – сопротивление потенциометра; Rвых – выходное сопротивление регулятора; Rвх – входное сопротивление регулятора; Кр – коэффициент передачи регулятора.
      Кривая графика выходного сопротивления регулятора для схемы Рис.60 рассчитывалась по той же формуле, которая приведена во второй части статьи только для конкретного значения сопротивления потенциометра 10кОм, поэтому ее вид полностью соответствует кривой графика приведенной на Рис.3.  

Как видно из графиков Рис.61 при принятых критериях изложенных выше максимальное выходное сопротивление у «L» регулятора ниже, а максимум его находится в начале графика. Вид кривой графика довольно близок к ниспадающей прямой линии. В точке максимального значения кривой «Потенциометр» значение выходного сопротивления «L» регулятора почти в 3 раза меньше. Совместное снижение синфазного напряжения и эквивалентного сопротивления на неинвертирующем входе микросхемы должны привести к снижению «входных» искажений. Однако в «L» регуляторе «появляются» резисторы на инвертирующем входе. Исходя из вида кривой, можно предположить, что максимальное искажение вызванное «синфазным» током должно наблюдаться в начальной точке графика – при коэффициенте передачи регулятора равным единице. А как это будет выглядеть на практике, как ведут себя «L» регуляторы в реальных схемах с различным по отношению к «синфазному» напряжению поведением микросхем? Для ответа на этот вопрос были проведены две серии экспериментов

Условия проведения экспериментов в этой серии одинаковы: входное напряжение 2 и 4 вольта, номиналы резисторов указаны выше, маркеры на графиках соответствуют следующим точка ослабления коэффициента передачи регулятора 0дБ; -1дБ; -2дБ; -3дБ; -4,5дБ; -6дБ; -7,5дБ; -10,5дБ; -15дБ; -21дБ; -27дБ; -33дБ. На всех четырех графиках кривые красного цвета соответствуют стандартной схеме включения потенциометра Рис.60, фиолетового цвета – включение по схеме «L» регулятора Рис.59.

Вид кривых на обоих графиках взаимно довольно похож, с той лишь разницей, что искажения регулятора с микросхемой LME49880 (Рис.62) несколько больше, ее поведение как более характерную и рассмотрим далее.

Поведение кривых графика в стандартной схеме включения потенциометра (Рис.60) полностью соответствует поведению кривых рассмотренных и разобранных во второй части статьи – начальный рост, плоская часть и нелинейный спад.

Если рассмотреть кривые графика «L» регулятора, то видно, что они проходят значительно ниже кривых стандартного включения кроме начальной точки (зоны). Выигрыш при использовании «L» регулятора налицо – где то на порядок. Становится короче и спектр искажений: так например при четырех вольтах на входе при ослаблении ниже -4,5дБ регистрируются две гармоники, ниже -10,5дБ – одна гармоника.

Однако вид кривых не соответствует ранее выдвинутому предположению, и они хоть и в меньшей степени, но повторяют ход кривых стандартного включения – небольшой начальный рост, плоская часть, спад. Такое поведение кривых графика вызвано тем, что в верхнем положении движка потенциометра «L» регулятора номиналы резисторов в цепи ОООС выбраны так, что в схеме осуществляется симметрирование входных токов. В связи с чем, искажения в начальной точке графика определяются практически только собственными искажениями ОУ при коэффициенте усиления равным пяти (обе микросхемы хорошо симметрируются). Поэтому далее на графике и наблюдается небольшой рост искажений, вызванный разбалансировкой сопротивлений резисторов на входах микросхемы.

Еще одна и довольно важная особенность, которую видно из поведения кривых графиков «L» регулятора:

- эффективный выигрыш снижения искажений для ОУ скорректированных на единичное усиление наблюдается в диапазоне регулирования, где то -1дБ – -30дБ. При большем затухании регулятора искажения «L» регулятора становятся больше искажений стандартного включения.

Что можно сказать об оптимальности выбора коэффициента начального ослабления «L» регулятора в данном случае. В «L» регуляторе с микросхемами, скорректированными на единичное усиление, действуют два механизма оказывающие влияние на искажения. С одной стороны по мере увеличения коэффициента начального ослабления «L» регулятора снижается синфазное напряжение, и соответственно снижаются и «входные» искажения. С другой стороны они возрастают  по мере увеличения коэффициента усиления ОУ («собственные» искажения). Очевидно, что настанет момент, когда искажения вызываемыми этими двумя механизмами станут равными. Это значение коэффициента начального ослабления (равенство искажений) и можно принять за оптимальную величину. Если рассмотреть вышеприведенные здесь графики, то для микросхемы OP275 коэффициента начального ослабления будет довольно близок к оптимальному значению, а для микросхемы LME49880 его можно немного увеличить. Однако необходимо учитывать и то, что по мере увеличения коэффициента начального ослабления «L» регулятора и возрастания компенсирующего усиления буферного каскада возрастает и собственный шум регулятора. Что неизбежно ведет к принятию разумного компромисса.

Таким образом, ОУ скорректированные на единичное усиление и имеющие большие «входные» искажения, и небольшие «собственные» искажения можно использовать в «L» регуляторах с целью снижения искажений в целом в указанном диапазоне затуханий регулятора.

Далее рассмотрим поведение «L» регулятора с ОУ (OPA627) со слабой зависимостью искажений от сопротивления резистора на неинвертирующем входе. Результаты этого эксперимента так же в графическом виде представлены на Рис.64.

Как видно из поведения кривых графика в стандартном включении их вид так же полностью соответствует поведению кривых рассмотренных во второй части статьи – начальный рост, плоская часть и нелинейный спад. Только начальный скачок здесь не столь велик и в связи с чем, с микросхемами данной группы и в данных условиях выигрыша при использовании «L» регулятора не будет или будет незначителен. Это высказывание подтверждается при рассмотрении кривых графика «L» регулятора.

Поведение кривых графика «L» регулятора здесь иной: ход этих кривых – это практически снижение искажений ОУ вызванный снижением напряжения на входе микросхемы. Как видно из кривых графиков выигрыш при использовании в «L» регуляторе микросхем с небольшими входными искажениями и с используемыми здесь сопротивлениями резисторов незначителен, в связи с чем, использование подобных микросхем в данном регуляторе и в этом диапазоне сопротивлений резисторов не имеет особого смысла.

Перейдем теперь к микросхеме с ярко выраженным пороговым эффектом. Результаты эксперимента с микросхемой AD8066 представлены на Рис.65.

«Порог» у этой микросхемы зависит от величины сопротивления на входе микросхемы и с увеличением его значения снижается и становится более «резким». При выбранном номинале сопротивления резистора потенциометра (10кОм) он находится где-то в пределах 1,0 – 0,8 вольта.

Здесь, в потенциометрическом включении он («порог») очень хорошо наблюдается, особенно при входном напряжении четыре вольта. Это видно по резкому снижению коэффициента гармоник для кривой «Потенц. 4в» при переходе регулятора из положения -10,5дБ в положение -15дБ. На кривых графика хорошо видна и непредсказуемость поведения микросхемы, в некоторых положениях регулятора искажения при двух вольтах больше чем при четырех вольтах. Это отражается и на спектре искажений – он «жесткий», с провалами.

Как видно из поведения кривых графика в «L» регуляторе искажения существенно ниже, кривые довольно монотонно спадают, выигрыш налицо. Если говорить об оптимальности выбора коэффициента начального ослабления «L» регулятора в данном случае, то здесь, прежде всего, следует обратить внимание при его выборе на значение величины «порога» микросхемы. В данном случае он весьма близок к оптимальному значению, что видно и по виду кривых графика, а так же из характера и вида спектра искажений.

 В «L» регуляторе первые значения амплитуды входного напряжения (при четырех вольтах на входе) попадают в конец «хвоста» «порога», это хорошо отражается в спектре искажений. В положениях 0дБ и -1дБ регистрируются еще небольшие по амплитуде высшие гармоники – соответственно до седьмой, пятой, а вот далее три до -3дБ и одна в остальных положениях регулятора. При входном напряжении 2 вольта регистрируется только одна вторая гармоника.

Из этого примера  довольно наглядно виден выигрыш при использовании в «L» регуляторе с потенциометром сопротивлением 2 кОм микросхемы с ярким «пороговым» эффектом, как по коэффициенту гармоник, так и по составу и характеру распределения спектра гармоник.

При эквивалентном сопротивлении на неинвертирующем входе большем или равном эквивалентному сопротивлению на инвертирующем входе, рассмотренную выше схему «L» регулятора в общем случае можно рассматривать как симметричную в точке. В вышеприведенном примере равенство резисторов на входах микросхемы выбрано в начальной точке. Очевидно, что изменяя эквивалентные сопротивления входов можно изменить положение этой точки. Это будет показано в последующих примерах.

Рассмотрим далее, как ведут себя рассмотренные выше микросхемы с иным сопротивлением потенциометра и резисторами цепи ОООС. Поскольку поведение микросхем LME49880 и OP275 в «L» регуляторе довольно схоже, далее представлены эксперименты только с микросхемами LME49880 и AD8066. На Рис. 66 представлены результаты эксперимента с микросхемой LME49880, а на Рис.67 – с микросхемой AD8066.

Входное напряжение, используемое в этих экспериментах 4 вольта, коэффициент начального ослабления равен пяти, сопротивление потенциометра 10кОм. Входное сопротивление регулятора при указанных выше условиях 50кОм. А вот соотношения резисторов цепи ОООС выбирались 10кОм и 40кОм в одном случае (симметричный режим относительно начального положения 0дБ); 2кОм и 8кОм  – в другом (симметричный режим относительно -15дБ).

Как видно из графика Рис.66 характер кривых графика для потенциометров сопротивлением 10кОм и 2кОм в симметричном режиме относительно начального положения довольно похож друг на друга и отличаются только уровнем искажений, за исключением начальной точки. То есть с ростом сопротивления потенциометра искажения в регуляторе возрастают с сохранением основных закономерностей присущему этому режиму и о чем говорилось уже выше.

Кривая графика «Сим.(-15дБ) Rп=10к» довольно существенно отличается от остальных кривых по характеру своего поведения. В начальной зоне она проходит существенно выше и это обусловлено асимметрией сопротивлений на входах микросхемы. Далее в области коэффициента передачи регулятора -15дБ наблюдается зона резкого снижение искажений регулятора, достигающее в точке минимума значения «собственных» искажений ОУ. В этой области осуществляется нарастающее, а затем убывающее симметрирование входов микросхемы по мере снижения сопротивления потенциометра. Из этого примера видно, что в регуляторе с микросхемами указанного типа можно управлять зоной низкого коэффициента гармоник изменением сопротивлений резисторов в цепи ОООС. Однако следует помнить, что с ростом значения сопротивлений на входах микросхемы возрастают шумы и для приведенных здесь их соотношений сопротивлений резисторов разница достигает 5дБ – 6дБ в области больших затуханий регулятора.

Как видно из приведенного выше эксперимента с увеличением значения сопротивления потенциометра выигрыш в искажениях при использовании «L» регулятора притом же коэффициенте начального ослабления снижается. Для его увеличения необходимо увеличивать коэффициент начального ослабления. А это приведет к еще большему возрастанию уровня шума в регуляторе. Преимущество симметричного в начальной точке включения потенциометра сопротивлением 10кОм очевидны только до значения коэффициента передачи регулятора -6дБ. Далее искажения меньше у регулятора с симметричным включением потенциометра в точке -15дБ, которое при больших затуханиях коэффициента передачи регулятора приближается к значениям искажений потенциометра сопротивления 2кОм в симметричном включении в начальной точке.

Исходя из результатов выше приведенных экспериментов для микросхем этой группы, можно рекомендовать:

- с низкоомными сопротивлениями потенциометров (1кОм – 3кОм) использовать симметричную в начальной точке схему включения;

- при больших значениях сопротивлений потенциометров использовать симметричное включение, находящееся в области затуханий регулятора -12дБ – -16дБ.

Еще несколько лучших результатов по снижению искажений в потенциометрических «L» регуляторах можно достигнуть, включая потенциометр по квазисимметричной схеме, но об этом несколько позже.

Результаты следующего эксперимента с микросхемой AD8066 приведены на Рис.67. Здесь так же представлены три кривые: два эксперимента для потенциометра с сопротивлением 2кОм и 10кОм для симметричного режима в начальной точке и один эксперимент для потенциометра с сопротивлением 10кОм для симметричного режима в точке -15дБ.

Рассмотрим характер поведения кривых графика Рис.67. Как говорилось выше эта микросхема с ярко выраженным «порогом» и довольно непредсказуемая. Вид кривых «Сим.(0) Rп=10к» и «Сим.(0) Rп=2к» как видно из графика Рис.67 несколько различаются. Кривая графика «Сим.(0) Rп=2к» это практически ниспадающая прямая. У кривой графика «Сим.(0) Rп=10к» в начальной зоне наблюдается довольно быстрый спад, минимум, некоторый рост и вновь спад коэффициента гармоник. Такой вид кривой в начальной зоне (спад, минимум, рост) формируется вследствие взаимодействия искажений «общего» вида с искажениями, вызванными синфазным напряжением на входах микросхемы. Об этом взаимодействии подробнее будет сказано далее ниже. Здесь же следует отметить: большая разница сопротивлений на инвертирующем входе, «пороговость» и плохая симметрируемость входов микросхемы AD8066 и формирует в основном вид кривой в области как средних, так и особенно больших затуханий.

В симметричном режиме «Сим.(-15дБ) Rп=10к» эквивалентное сопротивление на инвертирующем входе существенно ниже и оно в меньшей степени влияет на вид кривой. Минимум искажений в зоне -15дБ здесь не выражен. Анализируя данные этого эксперимента можно придти к заключению, что микросхему AD8066 в «L» регуляторах с высокоомными потенциометрами лучше не использовать.  Использование симметричного режима в начальной точке с сопротивлением потенциометра 2кОм для этой микросхемы и будет, видимо, довольно близким к своему оптимальному значению.

И так выше была рассмотрена эффективность снижения искажений в схемах, использующих в «L» регуляторах микросхемы, скорректированные на единичное усиление. Однако наибольший эффект при использовании «L» регуляторов по минимизации искажений можно получить при использовании ОУ с внешней коррекцией или скорректированные на коэффициент усиления равным коэффициенту начального ослабления в регуляторе, что и будет показано далее во второй серии экспериментов.

Выбор оптимального значения коэффициента начального ослабления «L» регулятора здесь по своему характеру похож на описанные выше механизмы, но есть и своя специфика. Это связано с тем, что коэффициент гармоник здесь ниже по значению, и он более или менее постоянен (благодаря подбору Ск) в диапазоне возможного изменения начального коэффициента ослабления регулятора. Далее на двух типах микросхем это и будет показано.

У меня не оказалось подходящего ОУ с внешней коррекцией, поэтому в следующем эксперименте был использован ОУ скорректированный на усиление равное пяти – это OPA637. Схемотехника микросхем OPA627 и OPA637 одна, в связи с чем, есть и с чем сравнить. Результаты этого эксперимента приведены ниже так же в графическом виде на Рис.68.

Микросхемы «родственные» поэтому и их поведение одинаково, оба графика имеют сходный характер поведения – пропорциональное снижение искажений по мере снижения напряжения на входе микросхемы. Как видно из графиков выигрыш примерно соответствует коэффициенту усиления микросхемы OPA637. Графики также подтверждают и то, что при ослаблении регулятора более -30дБ этот выигрыш сохраняется. Спектр гармоник у микросхемы OPA637 весьма «короткий»: регистрируются две гармоники до уровня -7,5дБ и далее одна (вторая) при четырех вольтах на входе. При двух вольтах на входе две гармоники регистрируются до -2дБ, а далее одна вторая гармоника.

В связи с тем, что микросхема OPA637 скорректирована на усиление пять, с ней корректно не поэкспериментируешь на уменьшение усиления. Однако вид кривых графика и спектр искажений говорит о том, что и здесь коэффициент начального ослабления «L» регулятора довольно близок к оптимальному значению.

Ниже на Рис.69 приведены данные еще одного эксперимента с микросхемой OPA637. Здесь значение коэффициента начального ослабления был выбран равным трем. Для устойчивости работы микросхемы с коэффициентом усиления равным трем по входу использовалась неглубокая дополнительная коррекция (2кОм; 8,2пФ). Сопротивления дополнительного резистора на входе «L» регулятора и в цепи ОООС были уменьшены до 4кОм. Эксперимент проводился при входном напряжении четыре вольта. На том же графике представлен и предыдущий эксперимент для значения коэффициента начального ослабления равного пяти и притом же входном напряжении.

Как видно из кривой графика коэффициент гармоник снизился (возросла глубина ОООС) и снизился где-то на 4дБ уровень шума. Сравнивать эти две кривые графика не совсем корректно, так как входное сопротивление здесь равно 6кОм, а выходное сопротивление регулятора в начальной точке около 1,3кОм (меньше на 300Ом). Тем не менее, видно, что для этой микросхемы в этом режиме с уменьшением значение коэффициента начального ослабления входные искажения не оказывают существенного влияние на  общий коэффициент гармоник. Хотя некоторое влияние присутствует и косвенно это видно по разнице искажений в начальной и конечной зоне кривых графика. Сопоставляя данные по искажениям в этих двух экспериментах можно прийти к предположению, что  с используемыми здесь сопротивлениями резисторов значение коэффициента начального ослабления около четырех будет оптимальным для этой микросхемы.

Рассмотрим кривые «Сим.(0) Rп=10к» и «Сим.(0) Rп=2к» графика Рис.70. Начальные точки кривых совпадают, что и следовало ожидать, так как в этой зоне искажения определяются «собственными» искажениями микросхемы. Далее можно было бы ожидать, что кривая «Сим.(0) Rп=10к» должна была бы проходить выше кривой «Сим.(0) Rп=2к», так как по мере рассогласования сопротивлений на входах микросхемы с увеличением коэффициента затухания регулятора в режиме «Сим.(0) Rп=10к» эквивалентные сопротивления на входах ОУ существенно выше. Однако как видно из графика наблюдается обратная картина. Такое поведение кривой графика можно объяснить следующим образом. По мере увеличения коэффициента затухания регулятора на инвертирующем входе возрастает разностная составляющая эквивалентных сопротивлений подключенных к входам микросхемы, создающая в свою очередь возрастающую составляющую «входных» искажений. Эти искажения, взаимодействуя с искажениями «общего» вида, и приводят к частичной компенсации, к некоторому снижению коэффициента гармоник на выходе микросхемы. Это же явление наблюдалось и у приведенной выше микросхемы AD8066. Подобное явление возможно и при превышении эквивалентного сопротивления и на неинвертирующем входе микросхемы.

Что бы показать это взаимодействие более наглядно был проведен эксперимент, который представлен на Рис.71. На графике представлена зависимость значений коэффициента гармоник от величины сопротивления резистора потенциометра включенного по схеме «L» регулятора при коэффициенте передачи регулятора равным 0,5. Условия эксперимента полностью соответствуют эксперименту, представленному на Рис.70 для кривых «Сим.(0) Rп=10к» и «Сим.(0) Rп=2к»: коэффициент начального ослабления равен пяти, входное напряжение 4 вольта, маркеры на графике соответствуют следующему ряду значений сопротивления потенциометра 2кОм, 4кОм, 8кОм, 10кОм, 12кОм, 16кОм.

Как видно из графика минимальные искажения находятся в области сопротивления потенциометра 10кОм. Для иных условий проведения эксперимента зона минимального значения, а так же значения минимума могут быть иными. Этот пример приведен только для демонстрации взаимодействия составляющих искажений микросхемы и как будет показано в следующем подпункте, глубина этого взаимодействия может быть более значительной.

Возвращаясь к эксперименту, приведенному на Рис.70 рассмотрим поведение кривой «Сим.(-15дБ) Rп=10к». Как видно из графика искажения в этом режиме несколько выше, однако они довольно быстро снижаются и при коэффициенте передачи регулятора -15дБ все три кривые имеют довольно близкие значения коэффициента гармоник. Коэффициент гармоник в этой точке графика близок к «собственным» искажениям микросхемы и влияние «входных» искажений здесь незначительно.

Рассмотрим поведение в «L» регуляторе еще одной микросхемы, которая скорректирована на усиление равное восьми – это ОУ AD8067. Результаты этого эксперимента представлены на Рис.72.

В этом эксперименте с микросхемой AD8067 коэффициент ослабления «L» регулятора был выбран равным 8,5, в связи с чем, сопротивления резисторов R1 и R3 были увеличены до 15кОм. Для сопоставления на том же графике Рис.72 приведены и результаты представленного ранее эксперимента для микросхемы AD8066. Из поведения кривых на графике хорошо видна разная скорость снижения искажений у этих микросхем в наблюдаемом диапазоне затухания регулятора.

Из сопоставления графиков (Рис.73) видно что, несмотря на некоторое увеличение глубины ОООС коэффициент гармоник за исключением начальной точки кривых графика не уменьшился, а наоборот несколько увеличился (в регистрируемой части графиков) и это несмотря на некоторое снижение выходного сопротивления регулятора. Такое поведение кривых графиков позволяет сделать предположение, что микросхема AD8067 «чувствительна» к наличию резисторов на входах микросхемы и ими объясняется плоская часть кривых графиков. Отметим так же что количество регистрируемых точек при коэффициенте начального ослабления равного пяти больше, что говорит о меньших шумах в регуляторе. Таким образом, и с этой микросхемой  коэффициент начального ослабления «L» регулятора близок к своему оптимальному значению (7 – 8). Регистрируемый  спектр искажений с микросхемой AD8067 еще «короче», чем с микросхемой  OPA637 – до -1дБ две гармоники и далее одна при четырех вольтах и одна вторая гармоника при двух вольтах на входе.

В целом на микросхемах OPA637, AD8066, AD8067 можно создать весьма высококачественные с точки зрения искажений регуляторы «L» типа с коэффициентом гармоник в диапазоне 10^-5% – 10^-6%. Однако за все как говорится, надо «платить», достигается это ценой существенного ухудшения параметра сигнал-шум (где то на 12дБ – 18дБ). С целью снижения ухудшения этого параметра необходимо снижать величины сопротивлений резисторов, как на входе, так и в цепи ОООС, стремится выбирать приемлемые величины коэффициента ослабления «L» регулятора, использовать микросхемы с внешней коррекцией и со слабой зависимостью искажений, вызванных резисторами на входах ОУ. И, видимо, где то в районе четырех – восьми начальное ослабление для многих микросхем и будет близким к оптимальному значению.

«L» регуляторы довольно часто строят и по схеме делителей напряжения (то, что ранее рассматривались как «Г» - образные делители напряжения). На резисторах не очень высокого качества было показано что «Г» - образные делители напряжения уступают и довольно существенно потенциометрам по собственным искажениям. При использовании высококачественных резисторов (типа С2-29 и тому подобное) эту разницу зафиксировать не удалось. В связи с чем, этот вопрос остается открытым. Токовая нагрузка на контакт в дискретном потенциометре может быть существенно ниже, чем в «Г» - образных делителях напряжения. Однако и здесь вопрос остается открытым, так как замерить искажения контакта (качественного) реле при токе до 2мА также не удалось в виду его малости. В связи с чем, с моей точки зрения при выборе «L» регулятора на делителях напряжения необходимо обратить основное внимание на простоту схемы управления и эксплуатационные характеристики.

В качестве критериев по выбору соотношения сопротивления плеч резисторов вполне можно использовать критерии, предложенные для потенциометрических «L» регуляторов, несмотря на то, что входное сопротивление здесь и не совсем постоянно. Выходное сопротивление такого регулятора, при равных   коэффициентах ослаблениях в начальной точке, а так же вид этой зависимости,  несущественно отличается от потенциометрических «L» регуляторов поэтому, все требования, условия и выводы по применению микросхем в буферных каскадах приведенные ранее применимы и здесь. Учитывая все это вышесказанное эксперименты с этим типом «L» регулятора не проводились. Приведу только схему, и коротко рассмотрим ее.

Из схем, которые в этом отношении интересны, выделю одну, которая приведена на Рис.74.

Подобное построение коммутации резисторов в регуляторе обладает следующими достоинствами:

- не требует в цепи управления контактами (реле) специальных задержек при переходе с одного уровня сигнала на другой;

- через резисторы и контакты протекают меньшие токи;

- коммутационный ресурс реле расходуется наиболее экономно.

Использовать в «L» регуляторах аттенюаторы «лестничного» типа не имеет смысла из-за худших их («L» регуляторов) характеристик, как по шуму, так и практически в большинстве случаев и по искажениям по сравнению с включением аттенюаторов «лестничного» типа в соответствии со схемой, приведенной на Рис.16 второй части статьи. Да и выбор микросхем для схем в инвертирующем включении с небольшими искажениями существенно шире.

Продолжение

Свинтенок В. А. <svaleks @ rambler . ru>