Готовое домашнее задание №1, вариант 8 (1041586)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции,

ордена Трудового Красного Знамени

Г
осударственный Технический Университет им. Н. Э. Баумана

Вариант 8

Москва

2015

1. Технологии производства ОУ и параметры операционного усилителя. Основные требования к идеальному ОУ: бесконечно большой коэффициент усиления при разомкнутой обратной связи; нулевой входной ток; отсутствие смещения нуля и его температурного дрейфа; нулевое выходное сопротивление; мгновенный отклик на изменение входного напряжения.

Прежде всего, отметим, что все идеальное хорошо в меру. При нулевом выходном сопротивлении достаточно на мгновение закоротить нагрузку и ОУ выйдет из строя. Мгновенный отклик на изменение входного напряжения на практике доставляет немало хлопот из-за возбуждения схем на высоких частотах. Пожалуй, наиболее существенными качествами, на достижение которых затрачено много усилий и которые во многом определили прогресс схемотехнических решений и технологий производства ОУ являются минимальный входной ток и отсутствие смещения и температурного дрейфа нуля. Из чисто практических требований добавим сюда не критичность и наибольшее использование напряжения питания и минимальное внутреннее потребление. Хотелось бы, чтобы ОУ работал в широком диапазоне питающих напряжений и был способен работать как при двух, так и униполярном питающем напряжении. Чтобы входные и выходной сигналы охватывали весь диапазон питающего напряжения.

Минимизация входных токов. Первые ОУ были сделаны на биполярных транзисторах. Эти транзисторы обладают заметным током базы. Все усилия разработчиков были направлены на его уменьшение. Появились ОУ с входными каскадами на полевых транзисторах. Сначала это были полевые транзисторы с затвором на p-n переходах. С развитием МОП технологий появились ОУ, полностью выполненные на полевых транзисторах. Входные токи стали наноамперными. На одном кристалле стали размещать до четырех и более каскадов ОУ, это же относится и к биполярным технологиям. МОП ОУ, как правило, не критичны к питанию, полностью используют его размах по входу и выходу (т.н. rail-to-rail усилители, т.е. усилители, выходной сигнал которых не дотягивает до напряжений питания ста милливольт и менее).

Минимизация смещения и температурного дрейфа. МОП транзисторы технологи-

чески воспроизводятся хуже биполярных и усилители по МОП технологии, при всех их плюсах, вытеснить биполярные не смогли. Супербетта-транзисторы помогли биполярным ОУ сделать входные токи менее микроампера, подтянули их к rail-to-rail. В ответ появились МОП усилители с автоматической компенсацией смещения нуля и температурного дрейфа.

Идея автоматической компенсации в том, что входы усилителя на некоторое время замыкаются, коэффициент усиления делается единичным. На выходе при этом появляется напряжение смещения. К выходу подключается и заряжается до напряжения смещения эталонный конденсатор. Затем он в соответствующей полярности подключается ко входу и состояние ОУ восстанавливается. Дрейф и смещение оказываются скомпенсированными. Такая операция регулярно проводится автоматически. Хорошо, но не всегда допустимо. И, с точки зрения стабильности смещения и температурного дрейфа биполярные ОУ пока лучше, к тому же у них нет та-кого врага, как статическое электричество. Биполярные ОУ

Внутреннее потребление ОУ во многом определяется требуемыми частотными свойствами. Для его минимизации в обоих технологиях появились так называемые программируемые ОУ, ток питания которых можно определить и ограничить внешними цепями исходя из требуемых свойств.

2. МОП-логика, сравнение с ТТЛ и ТТЛШ. Исторически первыми появились р-МОП БИС. На таких схемах были в 70-х годах сделаны первые микропроцессорные комплекты С5-11 и одноплатные отечественные микроЭВМ, по сути – прообразы современных микроконтроллеров. Основной недостаток такой логики – сравнительно малое быстродействие, поскольку носителем заряда являются дырки. На смену им быстро пришла n-МОП логика. Начало 70-х. Первый микропроцессор Intel 8008, затем Intel 8080, отечественный аналог – микропроцессорный комплект К580 – все это первые n-МОП БИС. Для своего питания эти схемы требовали не одного, а целый набор напряжений +5В, ±12В, причем подаваться они должны были в определенной последовательности. Но частоты уже бы-ли в пределах нескольких мегагерц. Чуть позже были разработаны и выпущены улучшенные n-МОП серии, требующие единственного пятивольтового питания. Сейчас n-МОП – основная технология выпуска недорогих БИС общего применения.

Комплементарная k-МОП логика и k-МОП технология оперирует уже полевыми транзисторами с каналами «p » и «n » типа. Характерной особенностью этих приборов является практически нулевое потребление, если схема находится в состоянии покоя и не переключает-ся. Частоты работы на уровне n-МОП. На рис. 2.18 показана упрощенная схема элемента И-НЕ, функциональный аналог приведенной на рис. 2.17 схемы. Что-бы перевести выход Y в состояние логического нуля (напряжение менее 0,8В) следует открыть оба транзистора Т3 и Т4, для чего следует подать единицы (напряжение более +V/2) на на оба входа Х1 и Х2. При этом оба транзистора Т1 и Т2 закроются. При снятии высокого уровня хотя бы с одного их входов, закроется соответствующий n-канальный транзистор и откроется комплементарный ему р – канальный. Выход перейдет в состояние логической единицы и напряжение на нем будет близко к напряжению питания +V.

Выход k-МОП логики симметричен относительно питания и ^{Рис. 2.18. Ячейка} представляет собой комплементарную пару МОП транзисторов. В ^{И-НЕ k-МОП логики.} нуле открыт n, а в единице р - канальный, поэтому нагрузочная способность этой логики, в отличие от ТТЛ и ТТЛШ, одинакова и весьма велика.

Долгое время k-МОП логику преследовал эффект тиристорного защелкивания. Иногда, чаще всего при включении питания, оказывались открыты оба выходных транзистора и схема перегорала. Сейчас с тиристорным эффектом покончено и отечественные схемы серии 1554 являются k-МОП аналогами серии ТТЛШ 1533, но имеют более высокую нагрузочную способность, равные принимаемые токи в нуле и выдаваемые в единице токи, менее критичны к питанию. Серия 1554 является технологическим аналогом зарубежной серии 74АС. Существуют и иные технологические серии ИС – эмиттерно-связанная логика, интегрально инжекционная логика и пр. Но для анализа и разработки систем автоматического управления заказчику САУ достаточно на примере ТТЛШ и k-МОП серий знать об особенностях входов и выходов. Необходимые сведения обобщены в таблице 1.

Таблица 1.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов домашнего задания