УПТ с преобразованием

Усилители постоянного тока прямого усиления обеспечивают усиление сигна­лов лишь в сотни микровольт и выше. Для усиления более слабых сигналов используют УПТ с преобразованием постоянного тока в переменный с последующим усилением и детектированием.

На рис. 41, а приведена структурная схема УПТ с преобра­зованием. Низкочастотное напряжение сигнала u_Ω=U_ΩmcosΩt (включая Ω= 0) поступает на преобразователь Пр. Одновременно на преобразователь подается от генератора Г опорное напряжение несущей частоты u _оп= U _{oп m} cos ω₀ t. На выходе преобразователя возникают колебания преобразованного сигнала. Они проходят усилитель низких частот УНЧ и поступают на демодулятор, в кото­ром осуществляется синхронное детектирование. Для этой цели на демодулятор от генератора Г подводятся колебания той же несу­щей. Исходный входной сигнал выделяется фильтром нижних ча­стот ФНЧ и подается в нагрузку.

Однако УПТ с преобразованием на дискретных элементах из-за сложности и высокой стоимости не получили широкого распростра­нения и в настоящее время заменены УПТ с преобразованием в интегральном исполнении. Примером такого УПТ является опера­ционный усилитель 140 УД13.

Применяются также УПТ с преобразованием сигнала на оптронах. Оптрон V (рис. 41, б) содержит излучающий светодиод СД и фотоприемный элемент ФР, между которыми имеется опти­ческая связь. В качестве фотоприемника может служить фоторе­зистор ФР, фотодиод, фототранзистор. Оптрон осуществляет пере­дачу сигнала и идеальную гальваническую развязку входа и выхо­да каскада.

На рис. 41, б приведен УПТ с преобразованием с использо­ванием диодного оптрона в качестве преобразователя (модулято­ра). Под действием опорного напряжения несущей U _оп световой поток светодиода СД оптрона V изменяется с частотой ω₀. Это вызывает изменение проводимости фоторезистора ФР оптрона с частотой ω₀. Одновременно на ФР воздействует напряжение сиг­нала U_Ω. В результате с резистора R1 снимают модулированное напряжение u _м, которое усиливается усилителем Al, детектирует­ся в балансном демодуляторе и подается на фильтр нижних ча­стот, выделяющий исходный входной сигнал.

Рис. 41. УПТ с преобразованием сигнала