Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Схема выборки и хранения (рнс. 35.42), Характерзстпки для полевого транзистора с ря-переходом: гг, (оы! = 800 Ом (максимум), У = — 3,0 В (максимум) и (Оз !Оее! — — 500 пЛ (максимум). Характеристики Оу! )втчз —- 500 пЛ (максймум), частота выборки !00 кГц, время выборки 200 нс, н'Узе в! = ~рб В. а) Найдите, при какой емкости конденсатора Сн в течение времени выборки выходное напряжение достигает 0,98Уг! выходное напряжение уменьшается ие более чем на О,! мВ за время хранения.
(Ответ: от ИО до !70 пФ. Наиболее приемлемое значение Ся — около !30 пФ.) б) Каково назначенне )?а, диода (?н ОУ Ат и ОУ А ? с Ув ч, и,, +16 Уззнме -16 6 Интерйал хранения Рнс, 35.42, 6.43. ° 43. Зоэемзеннма нгпочннк пока (рис. 35.43). а) ПОКажнтЕ, Чтс тОК (Г. ЗадаЕтСя ФОРМуЛОй !Ь (Ут — УЗ)!)?т Ит СЛВ' Довательно, не заниснт от )?ь> т, е, Даннаа схема Работает как нсточиии| постоянного тока, Глава б б) Пусть й, = 1 кОм, Рз = 250 Ом, 1'з = О, а выходное напряжение Оу может меняться в диапазоне от — 10 до +!0 В. Работки диапазон „ пряженнй — зто диапазон напряткспий на нагрузке, при котор, данная схема работает как источник постоянно~о тока.
Найдите работ„й диапазон напряжений. (Ответ: от — 8 В до+8 В.) в) Если входное напряженке (г, лежат в диапазоне от — 10 до +1О В найдите диапазон изменения выходного тока lь. Используйте данные п, (б). (Ответ: от — !О до +!0 мЛ.) ои1 тгт Рис. 35.43 6.44. Схема, варабаопеваюи(ая выходное напряженое, линейно возрастаюн(ее в зависимости от темнераои,ры. С помощью рис. 35А4 покажите, что лля (го можно записать соотношение 10 = [(йз()!т) (г!д)(!и 2) ) Т=(1,0 мВРС)Т, т.
е. (го линсйво возрастает при увеличезннй температуры с козффипнснтом 1,0 мВ!К = 1 мВгС, где Т вЂ” абсолютная температура в кельвинах. (Считайте, что все транзисторы идентичны,) Рис. 36,44, 401 Характеристики и применение ОУ 5 43, Стабилизатор напРяжения (рнс, 35А5). а) При Р,+ Р, = 10 кОм найдите Р, и Р, с учетом того, что )>0 =+10 В (ответ: Р, = 8,2 кОм, Рз = 1,8 кОм). б) При Аос (0) =!0000, )и = 1,О МГц н Рг>(ос) — — 50 Ом найдите 20(оь1 «а постоанНОМ тске н на частОтЕ !О кГц (ответ: 28+ )О мОм; О+ (2,8 Ом), в) если температурный коэффициент опорного напряжения тКн„<, ви1 = !О мкВ>>~С, найдите ТКН стабилизированного выходного напряжения (ответ: ТКН = 55,6 мкВ(>С), о г) Найдите изменение выходного напряжения )>о при изменении выходного тока от )о <ы 1=* 0 (отсУтствие нагРУзкв) до )о(и~) 10 мА (макснмальная нагрузка).
запишите результат в абсолютной (л)>о) н относительной (в зз) форме, (Отиет: — 280 мкВ, нли — 0,0028 з>з.) ч Рис. 35.45, В.ЯВ. Стабилизатор напряжения с пюкавоб пепыеб, а) С помощью рис. 35,46 покажите, что ограничение тока происходит> когда )оРосРз )>ОР! Р>+ Рз Рг+ Рз б) Учитывая, что для транзистора Оз Рк „„к1 5,0 Вт, а У!14 +15 В, найдите )о (м>>1 пРн У ! — — +10 В и пРи Уо = 0 (ответ: 1,0 А, 0,33 А). в) При условии ),+ Р,= 1,0 кОм найдите Рт, 1",, и Рою такие, прн которых наступит ограничение тока (ответ: Р, = 120 Ом, Р = 880 Ом, Рог.
= 2,05 Ом), г) Нарисуйте вольт-амперную характеристику )го (>о) стабилизирован. ного напряжения, соответству>ощего заданным условиям. д) дтя Р, + Р, = 2,0 кОм и )>икр= 1,30 В найдите Р, и Рз при стао"лизированном выходном напряжении 10 В (ответ: Рз = !640 Ом, Р,=3%0м), Глааа б Нм Н' ьим Няег Рис. 35.46. 5.47, А налаггемй умиожитгль а) Пусть в схеме на рис, 35.47, а все транзисторы имеют идентичные характеристики, а все ОУ явлюотся идеальнымн, с очень большим коэффвцпентом усиления без обратной связи. Покажи~с, что если все токч положительны, то справедливо соотношенне 7,)э = lз!м Данная схема выпускается в виде полупроводниковой ИС КС4200 (фирма Яарглгол).
б) г)гтыргхквадранпгиый агульлгиплгкгор. Покажите, что длн схемы на рис. 35 47, б можно записать следующее выражение Уо = = (Ухуу1Уп) Ягро7Рф Г!ри )7г = )(з, (го=20 кОм и Ун +)о В иапднте Уо (ответ Уо= Ухуу(10 В). Если все четыре тока (с 7, по (,! положительны и длн обеспечения точ. ной работы устройства их максимальное зн,ченне ограничеьо 1,С мрч то какое ограничение должно быть наложено на Ух и Ууэ (Ответ! — 10 В < ух < -1-!О В, — 10 В < уу < +!О В.) Почему эта схема называется четырехквадрантным л~ультипчексорочэ и) Однокеадрантнын аналоговый дггитггь. Для схемы на рис 35.47, а покажите, что если полярность !'х, !'а и ун положительна то сираева лино соотношение Уо = (Ухгух) Уп ()г,)гп7)гг)сэ).
Почему эту скачу называют одноквадрантьым гельмелечу и) Схема изглгчгнил квадратного корня. Для реализации схемы наале чеиия квадратного корня !гг в схеме делителя (ргс. 35 47, в) согда вено с Уо, так что Уг = Го. Покажите, что в этом сл)чае Уо ''а' новится пропорциональным коркю квадратному из ух н подчиняежя РавенствУ Уо = (Ухун)то)г Ят)гг)')з Вайдите !го пРн Условии, что ! /2\ все сопротивления одинаковы, а Уи —— +1О В (отвег: Уо (УОУх) Хараюмриеаиии и нрилмнение РУ Глава б 5.48. Генеравюр на основе фазового сдвига (рис.
35.48). Общий коэффициент усилении генератора по цепи обратной связи должен быть больше еде. ннцы, а общий фазовый сдвиг должен быть равен нулю. а) Покажите, что частота генерации определяется по формуле / ° !/2я )с 3 /с С-„а условие генерации выполняется при /сз/й ) 8, т Рис. 35.48, б) Прн Р! нв Яз = !О кОм и С! = 1,0 нч определите частоту генерации н номинал В„необходимый для выполнения условии генерации (ответ; 9,19 кГц, 80 кОм), в) Если обпсий коэффициент усилении по цепи обратной связи выбрать так, чтобы он лишь слегка превышал единицу, то выходное напряжение будет относительно неискаженной синусондальной формы. Рассчитайте схему, в которой были бы реализованы этн условия, 6,49.
Мосшовой генграшор Вина (рис. 35,49). Для возбуждении автоколебаннй в втой схеме необходимо, чтобы суммарная обратная связь была положи. тельной, а запас по фазе равен нулю. а) Покажите, что частота генерации определяется выражением /овв= 1/2п (/1т/(зСтСз)!/зв но Рнс. 35.49, Харантериепшяи и применение ОУ а условие генерации записывается в форме г,1)1, ~ Р,1)), + С,1С!. б1 При йт = Йз = )1л = 10 кОм и Ст = С, = 1,0 нбз найдите частоту генерации и номинал 1!з, необходимый для иозбуждения колебаний в этой схеме (ответ: 15,9 кГц, 20 кОм).
6 60, Оптоэлектронный датчик (рис. 35.50). Пусть фотодиод на рис. 35.50 имеет активную плошадь 10 мм', а чувствительность по току (отношение выходного тока к оптической мощности света) равна 0,5 А!Вт. Найдите выходное напряжение (ло, если плотность оптической мощности света 100 нВт/смз (ответ; 10 мВ), Я 1М ф Фожед зд Рис, 35.50. 6.61, Схема для определения 7ов, 1в и )оз (рис, 35.51).
Дано; Уз +2,2 мВ прн Дт )1з* О, )го=+20 мВ прн )),= Вз=!00 МОм, У~1 — 120 мВ при В, О, )1з 100 МОм. Определите; а) )оз (ответ; 2,2 мВ); б) lвтлз (ответ: 1,2 нА); в) лов(атипту 176 пА). цо Рис. 35.51. 662. Вли ° ° Влияние напряжения питания на диапазон еыхооного напряжения.
Опре. делите выходное напряжение для схем на рнс. 35.52; 35,52, а — ответ: оо ко ~!1 В; 35.52, б — ответ; то т +1! В пРн !в~ О, оО = — !! В при )в ( О; 35 52, е — ответ: ро — переменное напряжение, близко по форме к ме. андру с амплитудой ь!1 В, Глпоп й + 12 В +!2 В чсч ййУ»а спа Уп поднпючен "ч +12В 44» 4»йй тч 1 Ркс. 35.53 5„54, Схема пля ойенни ко»ффнцаента ослабления с««нфозноа» спгнпло (КОИ»т)2) (рнс 35.54). Пусть Уо = 2,0 мВ (среднеквадратичное значение) иа ча. стоте ! кГп.
На"дите КОНИП (в деинбеллая) (ответ: 24 дБ). »сон Оно Рнс. 35.54, -12 В Рис. 35.52. д $53, Влияние схемы ограничения тока на оьмодное напряасенпе (рис, 35.5й), Пусть !ад= ~20 мА. Найдите Уо (ответ: оо — синусоида с амплнтуъ дой !О В, «обрезанная» на уровне ~2,0 В, н, следовательно, практически имеет форму меандра с амплитудой ~2,0 Вт 1я зи 407 Хароктерисншни и применение ОХ 6 55, Схема для определения козбхрис<иента усиления без обратной связи (рис.
35.55). Пусть !'о и Уз — переменные напряжения: Уо 5,0 В, У 20 мВ, Нзйлите коэбзфнциент усиления без обратной связи (ответ< Аоь = 250 000, или 108 дБ). 10 к Ч~ 10 в ~ — 4ЗУо Рис, 35,55. 5.58. Определение вквиволентного напрллсения входного шума (рис. 35.56). Пусси среднеквадратичное значение Уо <„1, 1= 2,5 мВ, Ширина полосы про. пускания (по уровню 3 дБ) равна 1О кГц, Найдите: а) зквивалентиое наприженне входного шума (ответ: 2,5 мкВ); б) спектральную плотность вхвнвалентного напряжения входного шума (ответ; 20 нВ/Гц</з).
100 к ) — <71/0 Рнс, 35,56. 8.87. Синфазное входное сопРотивленне (Рис, 35.57). ПУсть /и =* 1,0 МГц, Аоь (О) = 106 дБ (минимум), 2< <от< = (1,0 ГОм(<4,0 йФ). Найдите: а) Аат, (0) (ответ: 0„999); б) ширину полосы пропускання по уровню 3 дБ <ответ. 40 кГц)1 в) ширину полосы пропускания по уровню 0,5 дБ (ответ: !4 кГц).
чв Рнс. 35.57, б 58. Завис ависимость конффиииента усиления с обратной связью от частопмз <рнс 35.58). Дано; /„= 1,0 МГц, Аог, (О) = 106 дБ (миннмум), Опре делите. а) ширину полосы пропускання без обратной связи по уровню ЗдБ (ответ; 5 кГц (максимум); Глава б б) Ась на частоте 1,0 кГп (отвег: 99,5 ~ — 5,7'); в) Асс на частоте !О кГц (ответ: 7! ~ — 45'); г) Асс иа частоте 100 кГц (ответ; 9,95 л — 64,6'). !к вян Че Рнс.
35.Ж 6.69. Коэффициент угиленил гинфазноео сигнала. С помощью рис, 35.59 найдите а) оо, если КОСС = 100 дБ на частоте ! кГц (ответ: оо = 100 мкВ на ча. стоге 1 кГц); б) оо, являющееся резуль~атом рассогласования на 1% между двуми резисторами )гз (ответ. ~9 мВ). нз !ок ч,-з,ов н«з«гч Рнс. 35.59.
6.90, Эквивалентное напряжение входноео шума (рис. 35.60). Пусть оп то!в, = 0,20 мВ (среднеквадратичное значение). а) Найдите эквивалентное напряжение входного шума, пеево!ее, (о!ест: 2,0 мкВ (среднекв.)). !сон та Рве. 35.60. б) Учитывая, что усилитель имеет частоту единичного усиления = 1,0 МГц, найдите спектральную плотность эквивалентного напри. жения входного шума (ответ: !6 нВ/Гцшз).
(указание: не забудьт~ о множителе я!2 при переходе от полосы пропускания по уровню Ч вВ к эквивалентной полосе пропусканяя шума.) 6.61. Взаимодейгтвие угилиамлей. С помощью рис, 35.61 найдите взаимо ""' степе усилителей (в децибеллах) (ответ: — 94 дБ), Харакамристики и применение ОУ 409 г ! ! ! ! да В <чрчйичл > ! л~ 'Леч чккм >,ечтч ' ! Счевдерелвий уу ! 'Э ! З-' ! ч, >з»э млмчв > чч |ке ! гч Рис.
35.61. >к я„ 266 Рис, 35,62. 6.63. Оа ей преселеиие ширины полоае пропускам ил и времени нарастания (рнс. 35.63), Дано; !и = 1,0 МГц и )з ~ ) . Найдите: а) ш з и. б в ) ширину полосы пропускания (ответ: 196 кГц)' ч ч ) времн нарастания (ответ: 17,9 мкс). 6.62, Рассеиваемая мощность и увеличение температуры (рис. 35.62), Дано: ОУ с Тл !жлх> = 125'С, тепловое сопротивление 8 = !00'С/Вт, )сс = ~50 мА, ТКН>, — — 5 мкВРС, а статический ток потребления )з 0 =ч 08 з (е> 1,0 мА, Определите: а) максимальную рассеиваемую мощность, Рр !мах>, при Т,те= 25'С (ответ: Ро !мах> — — 1,0 Вт); б) статическую рассеиваемую мощность Рр >о! (ответ: Рр со! = 36 мВт); в) максимально возможный выходной ток прп условии полной защиты ОУ, если максимальный размак напряжения питания составляет ш!3 В (ответ: !сс = -655 мА); г) мощность, рассеиваемую натрузкой, Ро (ответ: Ро = 400 мВт); д) мощность, рассеиваемую ОУ (ответ: Ро — — 356 мВт); е) превышение температуры кристалла ОУ по сравнению с температурой окружаю>цей среды, АТл (ответ: АТл — — 35,6'С); и!) изменение напряжении смещения, вследствие укаэанной разности температур (ответ: 6$'оа = 173 мкВ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
