Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Й любого Звяка !любой полярности). Перечиожитсль, допсс' ющий измеяепие >пака лишь у олиого пз сомножителей, иазыется двухквадраптиым. В одпоквадраптпом перемиожителе пи ии из сомножителей ие должен менять знака. Если ! персея>ожителя использовать только одни пз вхолов, ои ве>>ц ! себя как усилитель. Псзтомс болыппиство параметр>и ' ремиожп плей идеитичио парах>етраъ! ОУ.
Оливка есть и ряд ' ецифическпх парах>строп. Осиовпыч из иих является относи"льная аогр>чаноггь перечио>кеипя е — ззо отиошеипе максимальй разности межлу фактическим и теоретическим зиачеииями ходпого папря>кеипя к его ирелельиочу зпачепи>о (обычио к ,О В!. Опа определяется при вхо >иь>с напряжениях постоянного ; ка. Нслинесгногг!»о перечно>кеипя Х„ио входу х иазывается аксимальпое оп>осителыше отклоцеш>с синусов сального иаяжеиия максимал,пой амплип чы при иро'ож !гиии сто со вход х при чаксичальпоч постояипом ияиряжеипи 10 В иа входе у.
замеряется ьак подавши л>а!.гис>аль пи о размаха осцплло>рачмы 'явности ~/„„,— Ьз, отиесшшая к 1>„:.. „,,„, т. с. к 10 Й, и выра.ка„'тся в процеита с. диалоги п>с> определяется велписйиость по всоз ''у у. Нелпиейиостс, чо одиочу 1л>обому! и> входов по с1>цеста> арактсриз1е! степе. ь нелинейных псьяжеипй ири прохо>кл>чии >ререхссииог» иапряжеиив с даиио>о исси!а. Ва>кпычп гц>ра> с грачи переч>покителя являю>ся также астс>- 1хачные ниари ясна > ио вхолач с и у. 1!нагла ис иззыча>от иаи>и'>с: жеииями просачивания со входов. Это — напряжения на выхозе перемиожителя при полном размахе переменного напряжения ие данном входе и равенстве нулю напряжения на другом входе.
Усе рийных перемножителей они не превышают 150 мВ (при ь1.. — -1О В). Для уменьшения погрешностей прои. водится ручная иа стройка перемножителя регулировкой потепциометров подачи не больших постоянных напряжений иа входы (с целью получения нуля на выходе). 123. ПЕРЕМНОЖИТЕЛИ НА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ КАСКАДАХ С УПРАВЛЯЕМЫМ УСИЛЕНИЕМ Наибольшее распространение в радиоэлектронике получили перемпожители, работа которых основана на электронном управле нип коэффициентом усиления дифференциального каскада.
Онн выпускаются также в виде серийных микросхем. Основой такого управления является зависимость крутизны транзистора от его выходного тока (тока в ИРТ). Для биполярного транзистора этэ зависимость определяется соотношением (4.3). Четырехквадраптный перемножитель такого типа (рис. 12.61 содержит три дифференциальных транзисторных пары илп днффе Рис. 12.6 Еп о "ппиальныл каскада. Одпв пз вчх (ДК-1) выступает в роли ге' ратора двух одинаковых, но иротшюфазныт сигнальных токов. '!гдва других (ДК-11 и ДК-111) — в роли ДК с управляемыми (с мошью ДК-!) коэффициентами передачи входного напряже- :~~.' и.. "!:, :При нулевых значениях входных нанрян ешгй (!/ =-(/„=О) исЬдвые коллекторные токи в плечах любоп дифференциальной "ры взаимно опинаковы (1~=-1х=/в/2, 1з=/4 — 1з=/з=/ь/4) н выходнапряженне (/„„„-.0. Появление входных напряжений (/ и перераспределят суммарный пж внутри лаждой дифферснци'тьвой пары, что прижнпп к неравенству ~оков, протекающих чст резисторы /г., и появлению выхо:шого напряжения.
Если (l„>0, то ток 1, транзистора ГТ1 получит ппнращенне "'.=д~(/„, а ток 1з транзистора )1Т2 иа с~олько же умеиыпнтся: 6 =/в/2+й~(/у, 1:=-/о/2 — в~(/к. (12.1) 'весь через и, обозначена крутизна преобразования напряжения в приращение тока Л1, ',,-' Через любой из транзисторов РТЪ вЂ” РТ6 в 14РТ протекает поло,'иа тока 1, нли /ь Поэтому для малых значений (/„коэффицненуснлеиия дифференциальных каскадов ДК-11 и ДК-1!1 по отельносги с учетом (4.3) и (12.!) запишутся: К: = И~(ь/2т(/,= /!~ (/о/2+в,(/г)/2лг 1.'; К, = К„Ы 2гл(/„= .К, (/вг2 — й, (/„) /2гп (/,.
' мзды этях ДК соединены параллельно, а выходы — параллельно ерекрестно. Благодаря последнему нх выхолиые напряжения при едновремеивой работе вычитаютси (по принципу сунерпозиции): (/евх= (Кз Кз)(/к=.й1((к(/мЬц/ш(/т. (12.2) 'ак как в (12.2) оба входных напряжения входит в качестве со'ножителей. веремножигель является четырехквадрантным.
Учитывая, что а~ — — Л1/(/я= 1/(г„, +г,) =1/2г„где сопротивление ,миттерного перехола г-=-т(/,//-„=2т(/,//м выражение (12.2) за' ишется: сг„и ~свих О/гк 2 11 З (1 Последнее равенство является точным только при малых зиа„",~еннях (/, н (/„, не превышаюшнх примерно 20 мВ. При ббльших шходных напряжениях проявляется нелинейность входных харак- ~!гернстик транзпсторов для этих напряжений. Монгно показать, )что с учетом пел инейшостей 251 В>х ( — —.с, ЭУ ' В, > >О» + Такой псрсмножитсль находит применение, например, для преобразования частоты в радпоприемных устройствах и называется двойным балансным сме 0 сптелсм. Прн этом вместо резисторов Й„включают колсбатсльный кои тур со средней точкой. Однако для то нюго перемножения нужна линеаризацня по обоим вхо дам. П о в х оду у для этого доста точно в выводы эмиттеров г'Т! и )>Т2 включить добавочные резисторы Й Рис. пкт (иа рис.
12'.6 показаны штриховыми линиями). Если Й.,.ьг., то нелинсй ность входных хараьтсристпк гТ1 и Р Т2 не проявляется. Тогда в (!2.2) д> =1/2Й,. По входу х добавочные резисторы, имеющие Й,>>г„в выводы эмиттеров транзисторов г'ТЗ вЂ” \'Тб включать нельзя, так как это сделало бы нх эквнналентную крутизну, пе зависящей от токов эмиттеров, что устранило бы эффект перемножения.
Поэтому для линеаризации здесь применяется метод создания предварительны> нелинейных искажений (предыскаженпй) входного напряжения компенсирующих последующие искажения, вносимые транзистора ми )>ТЗ вЂ” )>Тб. Для э~ого на входе х добавляется дополннтельнып ДК (рнс. 12.7) с резисторами Й.„лннеаризукнцими зависимость тока, и нелинейными коллекторными нагрузками в виде транзисторов в диодном включении. Передаточная характеристика такого каскада по отношению к передаточной характеристике напряжения У в схеме рис. 12.6 является обратной функцией.
В ре зультате общая передаточная характеристика соединения схем рис. 12.7 и 12.6 оказывается линейной относительно напряжения У в широком диапазоне его значений. Для лннеаризованного перемножнтеля масштабный коэффп циент (приводпм без вывода) )г= — 4Й„/Й„Йх!м, не зависит от тем пературы, так как в, него не вход>п (7>. Здесь Ʉ— 2Й> в ДК-).
йж — -ток питания каскада предыска>кенпй (рпс. 12.7). В типовых схемах включения перемпожигелеи в случае шир» ьополосиых сигналов используются несимметричные входы: кальдое входное напряжение подается на базу только одного из трап знсторов соответствующей входной дифференциальной пары. 1!а базу второго транзистора подается постоянное напряжение подстройки нуля па выхоте, Это позволяет минимизировать остагоч иые напряжения. ":;Зази ПЕРЕаЗИОжИТЕЛИ И ДЕЛИТЕЛИ ПЛ ОСНОВЕ КПРЛВЛяЕМЫХ СОПРОТИВЛЕНИИ :::, Оин наиболее просты.
Их действие основано иа законе Оча: ,-И. Так, если с помощью одного ьходиого сигнала управлять ' ком, а с помощью второго — сопротивлением. то можно полу.!!ть перемножитель. В настоящее нремя самым доступным управ- мым сопротивлением является сопротивление сток---исток по- "мого транзис1ора !рис. 12.8,а!. Начальные участки его выход' х характеристик (рис.
12.8,б1 проходит точно через начало '' рдинат. 11римених~т транзисторы с управляющим р-и перехо- и МЯЛ-траизисзоры с встроенным каналом. Наклон харак"ристик, определяющий сопротивление А'„промежутка сток— '.ток, зависит от иапрюкения на затворе и может изменяться от 'ф до сопротивления запертого р-и перехода, т. е. от сотен ом до огих мегаом. Однако эти характеристики достаточно линейны шь при малых Оси, ие превышающих «-0,1 В. ::.,Для лвнеиризации начальных участков выходных характерис'к полевого транзисзора его включают по схеме рис. 12.8,в со'естио с резне~орами 1х! и Я2, име1ощнми одинаковые соиротивпня !обычно созни килоом).
!.сли напряжение !!си получает ;иращеиие х0си, то половин» приращения поступает через де-'!зхль !!!Й2 иа . атиор и дополни~ельне увеличивает ток стока, и,воз '1 Рнс !2к ч то и выпрямляет крииыс. Резисторы расширяют диапазон линейности по на И иряжшшю (/си не менее чем н 10 рцз Дли деления одного напряжения иа "и др) гос может ныть применена схема 1. рис.
12.9. Здесь входные иапряжсшш (/ и Г/к пода<отса на инвсртир)зощис вхо </„ ды ОУ через сопротивления )<„, поле вых траиисторои Прн этом УТ! включен Чьм кзк истоковый повторитель в цепь ОС "йс-з — операционного усилителя А 1. Чтобы ОС была отрицательной, выход повзори Рис. 12.9 тела (исток УТ1) иодкл<очен к инвсрти- рующсму входу ОУ. Иа ОУ А2 выполнен инвертируюший усилитель, выходное напряжение которого (/,„„=Г/к/)2/й,„ь За~воры транзисторов соединены между собой, а напряжения на истоках равны нулю (точнее, Г/,„„). !1озтому /<,„т — — /<„ч(/,'/< = Г/,//1/Г/гч а выходное напряжение Г/ „„.= =А(/„Г/,/(/„где А =Р2//<1. Следовательно, устройство является озповремеино перемножителем и делителез< напряжений, причем (/„.„противоположно по знаку напряжению (/„, к<порое может быть переменным.
Так как в случае идеального ОУ А! (/„~=-0 и входной ток отсутствует, го через МТ! и )<1 цротш,аст озии н тот же ток, а Г/„и 1/, долж. пы подаваться взаимно промшополол<иых полярностей. Здесь тоже наблюдается частичное ирохо1кдение сиги<да (/„из выход даже при Г/,=-О, так как /<„н ие может увелиш<взгься до бесконечности. Г)слога пропускапня перециоя<ителей оиределяетсч применяемыми ОУ.,.(ля устрзнеиия погрсшиос<и, обусловленной ИЕЛИПЕЙИОСтЫО СОПРОтИВЛЕНпй /<„ч <РЗНЗИСГОРЫ ВКЛЮЧаЮт С .<И неариз) ющими ре<нсторамн (сч. рцс. 128, в). 12.5. ДРУГИЕ ПРИНПИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЕЙ Широким динамическим диапазоном входных сигналов (60 дЬ и более» и малой погрешиостьк1 !0,25<а) облада<ог логири<рлнгче скин перемиожители.
Их действие основано на получении логарифма произведения по формуле )п(ху) =-)их+!и!/ и последующем аптилогаряфмироваиии. Такой перемиожитель содержит два логарифматора, сумматор и зкспоненциальный преобразователь (аитилогарифматор). 1;слп учесть результаты анализа логарифматора, то на выходе сумматора и,:=- К,(/,1п (хй), где х=(/„/)<1/м !/=-(/к)Р1/< — нормированные входные иапряжечз4 "зя. Полбирая коэффициент передачи сумматора таким, ч>обы 1=1, иа выходе аптилогарифматора получаем (>.„=И/„(>„, гле — масштабиый коэффициеит.
~,=: 'Логарифмический персмиожитель является сравнительно узко ' 'лосиым (из-за иеобхолимости сильной коррекции ОУ в логариф'Вторах) и одиоквадраитиым. Однако путем усложиеиия схемы ой олиоквадраитпый перемиожитель можно преобразовать в "'ух- и Лаже четырехквалраптиыи, если реализовать компенсацию очных состввляюпгях и выходпом сигнале. Аналогично переожителю можно построить логарифмический лелитель иапряже- Й(й, если вместо сумматора примеи>пь вьшитатель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
