Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Активные ФНЧ первого порядка на усилителе-повторителе 1а) и усилителе-инверторе (б) Чтобы получить ФВЧ, достаточно в схемах поменять местами Л, и С ,'! 'анфис".13.73. Я Рис. 13.7. Активный ФВЧ на усилителе-инверторе Фильтры второго порядка содержат по двс ЯС-цепи, образуя на основе '. " '-'ноюорнтеля или инвертора Фнч грие.! 3.8, а, г), ФВч (рис,13.8, б, д), ппФ ,:Ф~»'33.8, в„е). В ФНЧ и ФВЧ на основе усилителя-повторителя 1рис.13.8, а, :",:~:рувзисхорьг г, и г, определяют коэффициент усиления к = 1г, + г,) у и Частотно-нормированные передаточные функции для ФНЧ, ФВЧ и ППФ ' '!,:за;Сь!'3,8,», б, в) соответственно Равны :;: '''8(щ'" /.У = К/(р'К С Л,С, + р((Я вЂ”; А )С, (!-К)Я,С,) ч!), (13,2) -~в~гЛ~д:= КУРСК Сl(рй СЯС рНС, е СИ, -' -'; (7К)КС) +!7; (1 3 3) :, °,.
4)д(Удг — уйЯС,;(рЯ СЯСЯ, +р(Я С(К, ~ А) +11 С(А,+К~. +(1 — К>Я,С,Ц + ~Я, + Л,)7 (13.4) 171 Фильтры второго порядка, построенные на основе инвертирувщего усилителя с многопеглевой обратной связью, представляют ФНЧ, ФВЧ и ПФ (рис.13.8, г„д, е) с передаточной функцией соответственно У„, У У,„= -КА, У~Р'А,А,А,С,С, +АС.1А,А, + А,А, + А,А„) + А,); 113.8) Уяи /У, =-КР'А,А,С,С,/ф'А,А,С„С, РА,1С, + С, + С,)+ 11; (13.б) и„„Г П„=-КрА,А,С, уА,А,А,С,С, - рА,А,1С, + С,) ч- у, + Ал.
(13П) и Рис. 13.8. Фильтры второго порядка на усилителе-повторителе: а — ФНЧ; б — ФВЧ; в — ППФ и на уснлителе-инвергоре: г — ФНЧ; д — ФВЧ; е — ППФ 172 Сравнение филю ров на основе усилителей-повторителей н инверторов ~в,веет, что построение фильтров с усилгпелями-повгорителяыи обеспе- аот аезМожность суммирование входных напряжений, поэтому такая схе- згрзпользуется для реализапии фильтров с высокой добротностью. Недо- -,ьлза Квсмьсхемы является сложная настройка и высокая чувсзвительность к ',,; !,'-,"':ыеиенияги параметров элементов ВГ схемах на инверторах характеристики фильтров мало зависят от точ: ', '-'"~~Е~зг'подбора номиналов элементов Лктвивный лолосно-заграждаюи~ий фильтр с двойным Т-ооразным мостом ' .' .'3айК'.бьзйб.показано в гл. 3, двойной Т-образный фильтр представляет собой ::„'мьнрйдйъщ режекторный ЯС-фильтр.
Его добротность Д с оста вляе1 0,25. Ее и ож- ,"-. „йтйщюьгритьг если двойной Т-образный мост включить в контур обратной связи , г °,.лввйгггеля, Возможная схема такого фильтра показана на рис. ! 3,9 -ч Рис. 13.9. Активный ПЗФ с двойным Т-образным мостом Сигналы низких и высоких часто~ проходят через двойной Т-образный -...г чйМйтр без изменения. Для них выходное напряжение определяется коэффи , ': в3йентрмпередачи, задаваемым сопротивлениями в цепи ООс, на резонансной .
'вй~готеувьлхадное напряжение равно нулю. В этом случае двойной Т-образный ,",зв9Р'.Эквивалентен заземленному резистору%2. При этом резонансная частота ';;:~~м,,= 3 У 2пЛС не изменяется. Задав коэффициент усиления повторителя , -йййРяжения равным 1, получим Д = 0,5. При увеличении коэффициента ::уйилеиия добротность д — + оо при к — + 2 эгрловием правильной работы схемы является оптимальная установка "~,,~л~~оиаисиой частоты и коэффициента передачи двойного Т-образного мос- ',.;за Наргройка схемы, особенно при больших значениях добротности, доста Ио елвЖйа.
Это связано с тем. что изменение сопротивления резистора ', ',;.",'й.,";„"иРрменно влияет на оба параметра 173 13,3, Универсальные фильтрьз В предыдуших разделах для каждого из рассмотренных фильтров приводилась специальная, как можно более простая, принципиальная схема. Иногда„однако, возникает необходимость построения такой единой схемы фильтра, с помощью которой была бы возможна реализация всех ранее описанных фильтров. Для этой цели используются универсальные фильтры.
Одна нз возможных схем реализации такого фильтра показана на рнс. 13,10. Универсальный фильтр второго порядка куда более сложен по сравнению со специализированными фильтрами, но он широко применяется благодаря повышенной устойчивости и легкости регулировки. Этот фильтр выпускают несколько производителей в виде интегральной схемы, Поскольку он является готовым модулем, то все элементы у него встроенные, кроме резисторов Я Я и двух А . Среди прочих достоинств этой схемы существенна возможность путем коммутации выходов получить от одной схемы ФНЧ, ФВЧ и ППФ, Кроме этого, частоту фильтра можно регулировать при неизменном значении добротности Д (нли неизменной полосе пропускания — по выбору) характеристики в полосе пропускания.
Как и при работе с простыми фильтрами, несколько секций могут быть соединены каскадно дОи создания фильтров более высоких порядков. Изготовители этих интегральных схем предлагают для пользователей подробные расчетные формулы и таблицы, Они дают рекомендации по выбору номиналов сопротивлений внешних резисторов для получения фильтров Баттерворта, Бесселя или Чебышева разных порядков„при этом можно получить любые виды фильтров — ФНЧ, ФВЧ, ППФ, ПЗФ. ОООО Ф В ООФ~ О В ° ОФВ Г— — — ВЯ ООО .О Рис.13.10. Универсальный фильтр второго порядка ГЛАВА 14 АНАЛОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 14.1.
Устройство и принцип действии 'Аналоговые компараторы напряжения предназначены для определения мгцьгеитв равенства двух напряжений и выработки цифровых выходных сигйвлов 0 или 1 в зависимости от знака разности сравниваемых сигналов. Ком.'лтрвтор представляет собой одноразрядный аналого-цифровой преобразова- тель. По сути дела„компаратор напряжения чувствителен к полярности на', йрзяжеиия, приложенного между его сигнальными входами. Напряжение на взьдгоде компаратора будет иметь высокий уровень всякий раз, когда разность йяиряжений между неинвертирующим и инвертирующим сигнальными вхо'.дйми положительна и, наоборот, когда разностцое напряжение отрицатель- ИО,' вмходное напряжение компаратора соответствует лог ическому нулю. Графическая зависимость выходного напряжения от разнос~и входных .' -:.-"сигналов и условное графическое обозначение компаратора приведены ца :.;: -; рве.14.1, Помимо основных сигнальных входов и выходов, компараторы на' г:;Пряжеиия могут имегь слухгебные входы различного назначения: баланси':;: 1йзвки, стробирования, согласования уровней и др.
Наличие балансировоч- цого входа позволяет осуществлять балансировку выхода цри помощи внеш- ::;::,,пего'подстроечного резистора и дает возможность скорректировать напря.".:: жение смещения нулевого уровня, возникающее во входном дифференци:-::вльиом каскаде. С помощью балансировки можно также установить пред:' '-66чтительиое начальное состояние выхода. ~1 0вх Рис. 14.1. Передаточная характеристика (а) и условное графическое обозначение стробируемого компаратора напряжения (б) 175 Входы стробирования предназначены для фиксации момента времени, когда производится сравнение входных сигналов и выдача результата сравнения на выход. Результаты сравнения могут появляться на выходе компаратора только во время строба (компаратор со стробом без памяти) или могут фиксироваться в элементах памяти компаратора до прихода очередного импульса строба (компаратор с памятью).
Кроме этого, стробнрование может выполняться по уровню импульса или по его фронту. Для указания стробироваиия по фронту на входе стробирования изображают направление 'перепада от низкого уровня к высокому (рис,!4.2, а) или, наоборот, от высокого к низкому (рис.14,2, б). а) б) Рис. 14.2. Условное обозначение входа стробирования по переднему (а) и заднему (б) фронту импульса Поскольку импульс строба приходит одновременно с изменяюшимся входным сигналом, то минимальная длительность строба (или его фронта) должна быть такой, чтобы входной сигнал успел пройти входной каскад компаратора, прежде чем сработает ячейка памяти.
Это время называет обычно временем разрешения выборки. Применение стробирования повышает помехозашишениость компараторов, так как помеха может изменить состояние выхода только на малое время разрешения выборки. Комп ар агоры напряжения условно делятся па две группы в соответствии с временными диаграммами (рис. 14.3): с характеристикой без гистерезиса и с гистерсзисом. К компараторам второй группы предъявляется ряд дополнительных требований, определяемых их функциональным назначением. Основными из них являются, минимальная ширина петли гистерезиса передаточной характеристики, наличие которой приводит к неоднозначности срабатывания компаратора, и более высокис требования к точности и стабильности уровней срабатывания.
176 в) , ";;; Р1(с,.14.3. Временные диаграммы работы компаратора без гистерезиса (б) и с гистерезисом (в) 14.2. Характеристики аналоговых компараторов Аналоговые компараторы описываются набором параметров, которые .~,нужно учитывать при их использовании. Основные параметры можно разде- ' .лить на статические и динамические. К статическим параметрам относятся :;.
'т(кие, которые определяют его состояние в установившемся режиме. Компа;!~, рвтОРЫ характеризуются следующими статическими параметрами 1. Пороговая чувствительность — минимальный разностный сигнал, ко:; торый можно обнаружить компаратором и зафиксировать на выходе как по;-.'-"Фгнеский сигнал 2, Напряжение смещения Š— определяет смещение передаточной (,.ЖаРактеристики компаратора относительно идеального положения (рис.14.1, а) л ДДв коррекции зтого смешения используют балансировку.
3. Входные токи 1' и 1 — токи, протекающие через входные выводы ;.:ао)мпараторов 4. Разность входных токов М = 1'„. — 1, — токи, протекающие через .'-,'„'(вакороченные входы 5. Напряжение гистерезиса (7г — разность входных напряжений, вызы ) Вающих срабатывание компаратора при увеличении или уменьшении входного ;ФФПряжения 177 6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
