Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 47
Текст из файла (страница 47)
ч<<>бы <ишжеиис О„:„,> было чсишие иелогор<но лоиустичого зидчеии . б ни ° ч. иытекз<ощсго и * (>Гоосииостс<1 ийичеисиин Гхеыы иа ОУ или я с оговзреииого в ТУ. Указанные обстонгельства иаклады„- юг о<раиичеиия сверху иа <и><ножные значения козффиш<еита усиления Л.чи, а ичеиио ТГ>и<к (),ад а>( жч (11.40) где Ьсн,„„—. ьзиряжеиис ст пичссь<>й погоешиосги, иы шслеииос > соотве>с<вин Г (11.1). 1)о ука.<аии>ич причинам ис>>опустиэ<а рабо та схемы У(ТТ ив ОУ ири коэфйииин иге уси.чеиия Гюлшисч. чсч вытекающий из соотиошеш я (114<)).
Пример 11.5, Какое нрсдсзьнос зизчсннс номинально>и кол!>финнсита уси.>с ння Лэ моки> получить н схсмс рис. 1!.5,н, сс.ш пнз иргшюзоиаиз иа ОУ с 1/„з, „,=-.5 мВ, а напрнжсинс ь>>н „,„=-О,! !!) Р>кисина. 1. В соотвстспши с 1!1 40) нсобхиднмо. ппбм К,. и.„...т„...—...о.))5 10- =20 2. 1!.нинин.н» Ы,„,„„псрспастсн из выход в соотвстстнвн с нсинисртнруь <цен схсмов иключспия, з сигнала — с ннасргирую<цсд, ьо>фф:<ин;нт нсрсдачи ки тор>Ш исиьшс исраой из слннюп С >чст>о> эпин ио ><чю ч ' =.Л.„„— 1=-20- !.
!9 Суи<ествеиио большие <иачеиия козффи<иииттп> усиления сигнальных иниРкокеиий Л,, без иРеиышеиш< иаиРЯжсиин ~/„н,хн. могут обесисч<ггь Гтсчы усиления иеречсииых свгиалои. В з<и> схечах дои)сдается иримеиеиие рашели>с>ьиых и Г>локиру<оиц» к<>идеисазор<ш, вследствие ч<то и и<>х можно <оз.<ать большую гл<- бииу ООС иа постони>ом токе и тсч свчыч су<цеспкиио снизит< козффициеиг усиления К„., В усич<пелях переменного сигналы обычно выполняется соотношение 7>„ч,~у(с. Примеры таких и >- строений приведены иа рис.
11."5. Для переменного сигнала схеча рис. 1!.25, о зквииалеитиа иивертирующему масштабному усилител<о рис. 11.5,а, схема рис. 11.25.6 — иеиивертирующечу рис. 11.5,6, рис. 11.25, и — усиди<с лю с трехиолюсиым злемеигом в цепи ОС рис. 11.7. Эквивалент ность выиолияется ио всем частотном диапазоне, за искшочеииеч области низких частот. Б втой области возможно иозиикиовеиис искажений вследствие того, <и<> иа иизк<гх частотах соиротивлеине конденсатора Ср ие имеет преиебрежнчо чалого значения.
Привар 11.6. Какое ирсдвзьнос значение номинального коэффдкисата усил< ния Л; можно получить в схсмс рис. 11 б,а, если преобразовать сс в схсм> рнс. 11.25,о? Рс>некие. 1. Включение в сычу киизсисатора Сз синкаст козффинисит К„,. до сданицм, так как в этом слУчае двУхнолюс>ак 2> — -й)+1/)ь>Сс. включаюии<11 230 Рис. 11.25 леиеатор С,. из иогтояяаои тозе ирететзизнет рзюикяутгио иеиь, и резуж,та чего Ег-.-сю гг'„», .1+йУХ -.1; и»»„„- Г,.„,»,: и1З и,,„, » 2:1ая иго и юаио толч Е~ — и1, и резт.ига~ ито ограююеиий из иизиазои "иожиых зизчеи ел ко4н!>ниигата уеи ~ения гю иазз ео гшроюл наорал еиия , !»» ие изб аюдаетея.
;:; Уровень низкочастотных е(),) или переходных Ь искажений "жез быть оценен по пршго11имым ранее соотношениям с под. 'японкой и иих постоянных времеви та с»и>тг»етстггуюиигх разде' тельиых цепей. Прн рассчогреиин зтчх иска!иеной в схеме с. ! !.25, и возможно применение двух позходов, один из кото'х связан с усилешгем сигнала а»„, а другой — сигнала Е,. Уро. '.Иь частотных искажений ири первом преобразовании определяпостояииая времени трг=Се!т1, а второго — тр -=Се(!зг,+)21). .схеме рис, 1!.25, и уровень низкочастотных и переходных нс' жеиий оиределяет одна иостояш1ая времени тр — -Ср!т'1, а в схе''' рис. 11.25, в — две.
В роли отпой из иих выступает постоянная меин те~ или тать а в роли второй — постояинав времени т,з= , Срг)з»3 ':' При вычислении коэффициентов передачи Ке,» для различных, ".,том числе и приведенных из рис. 11.25, схем необходимо учи,' нить следующее: 231 напряжение (св,вв„я!!ляется постоякньсм, поэтому при анализе его Влиякия нз работу схемы Все ес Ветви, сочержашне разделителысые конденсаторы, могут рзссмасриааться как цспк с беси!!- нечко большим сопрогиалекнем и из 1зассмотреиия псключатьс5! считается, что напряжение 6!в„„в„приложено к нсчшзермсрусощему входу ОУ (см.
рнс 11.1). Поэтому коэффициент передачи К „, для Всех схемных построений иа ОУ следует рассматриаать как коэффициент передачи относительно кеинаерзирукпцего входа даже В случаях, НОГда передача сиГнзльнОГО напряжения Осу'. щесталяется по схеме инкертируюнпзго Включения. Из сказанштго следует, что для всех прикеденных па ркс. 11.25 схем коэффициент передачи К, ° =-1, т.
е. независимо от зкачепсгн козффициюпа усиления Кв сшнального напряжения (5„ =- (/вш вв. В СХЕМЕ УСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКЗ П15ЗКТИЧЕС5СН ВСЕГДЗ КОэффнцксит уСИЛЕНИП Ксс НЕ НвжЕ КОЗффнцнскта ПсрсдаЧИ Кв . (ак, для схемы рис. 11.5, а Ко=в ив са = 1555155, а К =в1+йсс' (151+(св), псе Кв — сопротивление исто шика сигнала. В схемах рис. 11.25, а и б неинпертирующие входы ОУ подсоединены к точке нулеаого потенциала через резисторы 1с'5.
3начение сопротивления этого резистора выбрано из условия (сс=)с, Выполнение которого согласно приведенному н $11.1 рассмсстрению способстаует сиижессню величины (/,,„и соответственно иа- ПРяжЕИПЯ (свш вв». !зла. АКТИВНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И АМПЛИТУДНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ НА БАЗЕ ОУ Под Выпрямлением аиалосс5аого си нала понимается нелкпей нзя Оперзшся нзд пим, п(зи кото15ОЙ Все СГО текущие Значения пз Выходе схемы Выпрямления при одной из его полярностей Воспроизводятся кеискаженно, а при дру той — не Воспроизнодятся вообще, т.
е. отсека!отса. Передаточная характеристика идеальной схемы Выпрямленна приведена на рис. 11.26, а. В этой схеме прн любых положительных Входных ссв„(!) Потенциалах диффеРеици альный коэффициент передачи К' имеет ненулевое и постоянное значения и равен нулю — при отрицательных (рис. 11.26, б). В идеальной схеме Выпрямленна область перехода От состоюпся передачи сигнала (К'= — О) имеет бесконешо малую протяженность и приходится на начало координат СПХ (рнс. 11.26, а) В результате этого с помощью такой схемы можно осущесталяп Операцию эффективного и неискзженкого Выпрямлення сигналоп любоГО уроаня, н том числе и сиГнзлОВ Очюсь малой интыссисзности.
Реальные схемы Выпрямления указанными свойствамк пе Обладают. Они способны эффектинно Выпрямлять лишь сигналы сн носительно большого уроВня. Связано зто с тем, что В рсалысых 232 рис. П.2в рис. ы.2т . схемах выпрямлеция область перехода от состояния К'=0 к состоянию К'~0 имеет вид плавно изменяющейся функции. Так, для днодцых структур, организованных на базе кремния или гер:мания, даже в условиях создания в пнх дополнительных начальных токов протяженность переходной области по оси входных сигналов составляет десятки и даже сотни миллнвольт. Только при значениях сигнальных напряжений, сушественно больших протяженности этой переходной области, можно пренебречь плавностью.
перехода, представив передаточную функцию в анде рнс. )(.2б,а. Свойствами эффективного выпрямленна сигналов малого уровня обладают схемы, организованные на основе ОУ. Такие схемы можно назвать зктпвнымн выпрямителями. Схема простейшего активного выпрямителя приведена на рис. 1).27.
Рассмотрим ее работу. При положительных значениях входного сигнала, т. е, когда и,„(()>0, напряжение нз выходе ОУ (в точке б схемы) также положительно, в результате чего диод И)1 открыт, его динамиче.ское сопротивление и',+ относительно мало, поэтому в схеме действует глубокая ООС. В этих условиях потенциал точки а следит 'за входным сигналом. При этом выполняются соотношения и,(Р) = =-и,„(() 1ю=1яь Из этого следует, что и, л(~)-=1я~(й)+Й2) = =а,„(1)((+ц2%1), т. е. коэффициент передачи К' рассматриваемой схемы для положительных значений входного сигнала а ус'ловиях действия глубокой ООС не зависит от уровня сигнала.
:При этом К'= ) +В2)й). При отрицательных значениях входного сшнала, т. е. когда и,„(1)<0, напряжение на выходе схемы а, „(1) практичесю1 равно нулю. Объясняется это тем, что в этих условиях диод УО( за- ла ыг ньГг!! ! л '1 ггоись Ряс. г!.28 ..«рыт отрицательным потенциалом, поступающим с выхода О". Динамическое сопротивление закрытого диода велико, в резул! гате чего ОС и эффект слежения в схеме отсутствуют так же, кзл и прямое прохождение сип!ала с выхода ОУ на выход схемы ! целом. Последнее объясняется тем, что прп закрытом дшлде вы. полн!нагоя условие Р,'>>(Р1+Р2), где Р; —.. Утггл — дииамическог сопропплление обратиосмещеиного р-л перехода; (л — ток насыщения обратиосмещеипого р-и перехода.
К достоипсзплал! рассма!- риваемой схемы следует отнести ее высокое входное сопротивле ине. К недостаткам — наличие состояния насыщения, в которои! обычно находится ОУ прн отрицательных значениях иходпогосиг пала. Выход цз состоян!и! насыщения иперциопен. Вследствие это го быстродепствие (шнрокополоспость) схемы оказывается занижепиь!и. Иа рнс. 11.28 приведена схема активного выпрямителя, лишен ная указанного недостатка. Схема организована на базе ипвертп. руюшего включения ОУ (см. рис.
11.5, и). В пей ООС действует !сак прп поло>кптелы!Ых, так и прп огр!ша !елы!ых зпв'!щ!Иях входного сигнала и.. (!). При положительных значениях этого сигнала, т. е. когда ч„„(!))О, цепь ОС замыкается через прямосмещенный диод И)! При этом входной ток гл!=и„„(!)гР1 протекает через резнсторР2. В условиях действия глубокой ООС потенциал и,(!) =О, в результате этого и, „(!) =пел=!я!Р2=и,„(!)Р2Я1. Из последнего следу ет.
что в рассматриваемых условиях коэффициент передачи схемы пе зависит от уровня сигнала и равен Р2/Р1. Прп отрицательных значениях входного сн!з!ала, т. е. когда я,„(Ц<0, напряжение на выходе схемы и (!) практически равно пулю. Объясняется зто тем, что левый по схеме рис. !1.28 вывод резистора Р2 подсоединен к точке нулевого потенциала, а диод )гг)! закрыт отрицательным потенциалом, поступающим с выхода ОУ. Динамическое сопротивление закрытого диода велиэз.~ ",. в результате чего прямое прохождение сигнала с выхода ОУ ' '-выход схемы в целоч практически отсутствует. :;;",:,Проведенное выше рассмотрение процесса работы схем актпв'"'ч выпрямителей показывает, что они обеспечивают работу схе'", близк)ю к идеальной и условиях, когда в схеме при положн"'льных значениях входного сигнала выполняется условие дейст- "1М глубокой ООС, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
