Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Лз!з !2,100; 30 иА, Р» 225 мВт; ихэ»«30 В. 5. Нейдем сопротпиление /т, ил -и„— и„„и,,„,; !5 — бл- -!.5-Ьу В; т А», ин //„6,7ПО 670 Ом. нг Принимаем Л» 620 Ом 6 Требуемое входное напри»ьен»»е и,,= -и«+й«/, — 15+062. Ю 88 В 7. Вмходпое сопротивление гекерзы~ра А»»», й.Л»т-0,62 5 !0«-31 10'ьОн 8.!О. ИСТОЧНИКИ НАПРЯЖЕНИЯ Следует отметить, что в схемах источников напряжения, выполняемых с использованием ОУ, сам ОУ не является узлом, формирукгнзнм некоторое постоянное напряжение, Как правило, для его нормальной работы необходимо некоторое внешнее эталонное напряжение, стабильность которого н определяет стабильность выходного напряжения устройства.
В качестве таких внешних !ш. 331 Рис 828. Сиены исгояиилоп ппсгпнп»о~о и»при,мппя, иип«яппюпяе и» осип»с иииертпрувшсго (и) и пеииисртируюшего (6) усиппгеяеа точннкои используют р-л-переходы, работающие в области прямого смещения нлн обратного электрического пробоя (диод. стабистор, стабилнтрон). Назначение ОУ состои~ в согласовании нараие1рон реэльног« источника эталонного нэиряжения с параметра»1н нагрузки, причем это согласование должно быть выполнено так, чтобы реализонать максимально возможную стабильность наирижения. В первую «чередь соглэс«панне касается выходи<но с«иро1ивлсиня и ур«вня выходного напряжения.
На рнс. 828,и,б в качестве примера гфпиедены схемы нет«чннкон напряжения, выиолнснные иа основе нвергируюигего и ненцвертирующего усилителей. В обеих схемах в качестве неиосредстяенног«источника яостояннгло наиряження использован стабн. литроп 1'О. Напряжение инно с|аб)н)нтраиа передастся на пыхпд с коэффициентом усиления К яп. Слелоиигельн«, няменяя коэффициент передачи цени ООС, можно изменя~и выходное напряжение устройства. Извесгно, мо любой нсз«чпик «анряякепип, выполненный на р-л-иереходе, обладаеэ некоторым 1«нсчным выходным сопротивлением.
При этом если ток, отбираемый непосредственно от такого источника, будет нзмеюпьси, то б)де~ измениться и наири ксннс перехода. Следовательно, с точки зрении с~ибильн«стн напряжения необходимо стремнться либо устраияяь иозм«жныс нямеиення ~ока перехода (тока нагрузки), либ« уменьшать сто иых«днос с«иротнвлсннс.
Част«нн то, цн другое пеиозм«жгни В эт«м глучис решением проблемы повышении стабильности явлнстси использование ОУ. действительно, в обеих приведенных схемах ток, отбнраемый от р-и-перехода, определяется только соиротивленнсм резистора )с,я н всегда постоянен. Прн этом ОУ охвачен цевью ООС и« 332 яыяодному напряжению.
В этом случае для его выходного сопротивления согласно выражению (5.38) можно записать /ч оос И /1) + /зз .КиоК/з ° + /зос)1 При Кос, стремящемся к бесконечности, выходное сопротивление ОУ стремится к пулю. Из этого следует, что изменение напряжения ни нагрузке, вызванное изменением ее тока, тоже стремится 1. НУЛЮ. Следовательно, применение ОУ (особенно прн значительных диапазонах изменения тока нагрузки) позволяет значительно повысить стабильность источников напряженмя.
Пример 6.20. Разработать источник иаира.кения со следую!вамп параметра У(1- 2С)73К!; и,-)ЗЛ В; /.-0.. 10 мд. Р е ю е и н е. !. Согласно справочнику стабилитрои 2С176К) характернзу ется следуюизнмп параметрамп: 0„«7,$ В; /„н„, 0,1 мА; /г. ь„гббмА. Анализ привед«иимх ванных показывает. что заданный ти» стэбилнтрчия итога«чает требованиям нагрузки в! по нэпрях енаю, ни эо уровню допустпмог выходного тока, Поэтому для согласованна параметров нагрузки и стабилнтрояэ необходимо использование ОУ.
Воспользуемся схеной иа рпс 8 28,э. 2 Выбираем тип ОУ Прн вмходиом напряжении !3,3 В ОУ должен обеем чнть ток нагрузки / ° 1О ид:чтим требованиям отвечает ОУ типа КРИ08УД1. (/ ьу .Ь19 В, /.«, °, 100 мд; А«е 7.10'. 3 Выбираем 'так стабилнтроиэ /„1,2 мА, Тогда Д«~ (!/«К.,е)//„"(19-76)/1,2-968 кОм Принимаем /«„-9.! кОм.
4. Козффикиент передачи ОУ равен Ка - (/«,/(/. а 13,3/7«з=-1,773(3). 6 Залаем т ~х ргзягтора //«н» уровне О,! /«г /7«.' (/* е/О ! /зз=-7д/101 !о) — бе 6 иОм Принимаем Лз. 62 кОм. Тогда /7,«!Г0 лОм 6 Л..„-'д„! (д«л. )/(д„+.„) //.,-62 кс)м, гле гз, — дифф«ренпиальное сонротнил«инг стэбилятрона в блэгтн пг>ратного пробоя. Для указанного тина стабилнтроиа г„=200 Ом, 7. Выходное сопротивление схемы Дьи. ооь Дзь.е/(1! Киьэ «); Яз е )вп Ом: й««, — 180/(! 1-7 10' 036)=7,1 10'Ом; Л, .-Н..~!Д.,1Д«)-62/[бгр)10)-036, Я, Нестабильность вмьодиого напряжения Ь(/«и~ /7«ь~а/» 7,1 10 '" 10 з 7,1 ° 1О '"В 71 мкВ. влт, лктивиып еильтры Активными называются фильтры, использующие для формирования частотной характеристики заданного вкда как пассивные (в основном резисторы и конденсаторы), так и активные (усилительные) элементы.
Применение усилительных элементов выгодно отличает актквные фильтры от фильтров на пассивных элементах. К преимуществам активных фильтров н первую очередь следует отнести: способность усиливать сигнал, лежащий в полосе нх пропускав ни; возможность отказаться от применения таких иетехнологнчных элементов, как нндуктивности, использование которых несовместимо с методамн интегральной технологии; легкость настройки; малые масса н объем, которые слабо зависят от полосы пропускания. что особенно важко при разработке устройств, работающих в низкочастотной области; простота каскадного включения при построении фильтров высоких порядков. Вместе с тем данному классу устройств свойственны следую. щие недостатки, которые ограничивают нх область применения: невозможность нспользовання в силовых цепях, например в качестве фильтров выпрямителей; иеобходкмость источника, предназначенного для питания усилителя; ограниченный частотный диапазон, определяемый собственнымн частотнымн свойствамн используемых усилителей.
Несмотря на перечисленные недостатки, активные фильтры находят широкое практическое применение. Как н фильтры иа пассивных элементах, активные фильтры классифицируются на фильтры низких частот, пропускающие сигналы с частотой от м=О до некоторого ыок фильтры высоких ча. стот, пропускающие сигналы с частотой от м м;р до ~ — ео; полосовые, пропускающие сигналы в диапазоне частот от кч до мь н режекторные (заграднтельиые) фильтры. ие пропускающие сигналы в узком диапазоне частот от м~ до мэ.
Типовые ЛАЧХ перечисленных фильтров приведены на рис. В.29. Следует отметить, что основным параметром фильтра является его полоса пропускання. Как и в усилителях, она определяется по уровню падения коэффициента передачи в 1,Ф! раза (на 3 дБ), Для решения конкретных задач а настоящее время разработано множество разнообразных активных фильтров. Наиболее известными нз ннх являются фильтры Чебышева, Баттерворда н Бесселя. Ниже, ие вдаваясь в теорию построения таких фильтров, 334 р р отсе то тола вор (4 отт оь тле ы Ж в) Ркс. 339.
ЛАЧХ фильтров ккакоа (и), высокое (6( частот. оолосовот«(в! к режекториото [~( фильтров остановимся только на общих принципах применения ОУ с цепями <астотно.зависимой ООС для формирования устройств с различными частотнымп свойствами. Для этого проанализируем, как соотносятся частотные свойства пассивных частотно-эавнсимых четырехполюсников к частотные свойства усилителей, использующих этн четырехполюсники в цепях ООС, Предположим, что передаточная функция некоторого четырехполюсника имеет вид 'гр„(р) , р((руВ(р), где А(Р) и В(р) .. произведения элементарныт сомножителей в смысле выражений (5.!6) и (5.(7), Если этот четмрехполюсник включить в цепь ООС ОУ, то передаточная функция усилителя определится выражением (тлот оос (Р) Кос/(( + (тосКоо) КооЛ (+А (Р) Коо/В (РН - КоиВ(РНВ(Р) + КьА (Р)( (3.53) Из полученного выражения можно сделать даа практически важных вывода; постоянные времени, формировавшие в частотной характеристике пассивного четырехполюсника зсимптоты с наклоном -20дБ(дек, в усилителе с цепью ООС будут формировать асимптоты с наклоном +20 дБ/дек; в усилителе с цепью ООС аснмптоты с наклоном — 20дБ~дек будут формироваться новыми постояинымн времени, численное значение которых в общем случае определяется различнымн ком- 33$ бипациямн нос)ояииых време»и исходного четырехполюсинка и коэффициента усиления ОУ.
Из второго вывода следует, что в знаменателе передаточной функции ОУ с ООС моя<по получить новые постоянные времени. с<и<естненно »тли ю<ощиеся от»осто»иных време»» исходного четы(н"хиолюс»»ка. Г)<ск>ди ста»ов»тся»о><ятным, что актив»ые фильтры, частотная '<арактерпстиьа которых формируется в диа»а<оие низких част<и.
мог)) быть <к>стросны без использования ьрупиогабар<п»ых элементов, »<обходпмых для формирования больших иостояииых времени, Если н иыраж<чнв (8.53) «оэ<р<)»<циеит )силен»я К „устремить и бгсьонг»всть, то понгдевк чзстотпой характеристики (особенно н диапазоне»изкпх и средних часто<) будет определяться передаточной ф) икки< 8<, пол) чгввй»з передаточной функции немодного четырех»»люси»кз кйк ее обратная величина !)Р< > оос(р) - 1/)р„(р) !. Сказанное можно отнести ис только к частотно зависимым цепям ООС.
Аналогичные ре <ультаты мог.т быть »<и)учены для лю. бых видов элементов, вклк>чеииых и ие»ь ООС. Так, в $8.!2 было показано, что включение в цепь ООС элемента, нмеюшего экспо* иенциальную зависимость входных» выходных иараметрон, приводят к логарифмическим завися><«т«м входного» выходного на »ряжский ОУ. Исиользуя полученные оезультаты, рассмотрим построение на ОУ активных фильтров различных типов. 8.17Л. <ВИЛЪТРЫ НИЗК11Х <1'«.ТОТ С яростей»<ей схемой фильтров ни <л«х частот мы уже ознаы> мялись. Частот») к> хараь<ернсткку. ппзлогпчн) ю рнс.
8.29, а. имеет »нтегратор (см, рис. 8.!3), !)»»оса пр»и)сьапия интегратора лежи)' и диапазоне от О донь< 1ЯС(К,„+!). а пзклоп ЛАЧХ на часто тзх выше « „, ранен -20 дБ/дек. )!зменяя а даи»ом устройстве зизчепис произвсдеиия й>С, мо,<, ио менять шнр>ву е«> полосы ирои)с>.з»ия. !1Рн этом коэффицнг передачи в полосе пропуска»ия будет постоянным и равным К С точки зрения практического ирине»ения эта схема им з»ачительный недостаток.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
