Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 95
Текст из файла (страница 95)
в1о1я-денодулюор. лежит посередине между уровнями «0» и «1» управляющего напряжения ГУН. Такое опорное напряжение является оптимальным с точки зрения обеспечения минимальных двоичных ошноок цифрового выходного сигнала. ФАПЧ частотный синтезатор. Схема ФАПЧ может быть использована в качестве основного элемента при построении частотных синтезаторов, которые вырабатывают прецизионный набор частот путем деления частоты кварцевого генератора. Структурнаяя схема ФАГ1Ч-частотного синтезатора приведена на рис, 8,! 6.
Частота кварцевого генератора делится на целое число М схемой счетчика, на выходе которого вырабатывается сигнал частотой /„,/М, где /о»ь — частота кварцевого генератора Частота ГУН /гоо также делится прн помощи схемы счетчик ка на целое число М, принимая значение /«со/й/. Когда схема ФАПЧ Работает в режиме захвата деленной частоты генератора, имеем /о о/М - /тоо/А', или /чсо = (АЮ~) /о«о Для получения различных коэффициентов деления счетчики или делители могут быть программируемыми, так что можно обеспечить большой спектр частот, кратных частоте кварцевого гене ратора.
Глаза В Рис. В.!6. чЗАПЧ частотный синтезатор. АМ-детектор на базе схемы Ф АП Ч, Использование схемы ФАГ1Ч для демодуляции АМ-снгнала показано на рис. 8.17. Приведенная схема наиболее эффективна при демодуляции АМ-сигналов, ко* !та, леГ-сиаи'йл Рис. В.!7. ФАПЧ АМ-детектор. торые передаются с уменьшенным уровнем несущей. Схема ФАПЧ производит захват АМ-сигнала и восстановление несущей, которая затем подается на выходной детектор, в качестве которого можно использовать например ИС балансного модулятора/лексо дулятора, где производится демодуляция АМ-сигнала, Интегральные ахами еяекиаеьнаго назначения (4спользоваиие ФАПЧ для управления скоростью двигателя, В схеме ФАПЧ на рис. 8. !8 электрический двигатель стоит в цепи братной связи схемы ФАПЧ Тахоыетр вырабатывает выходное напряжение, частота которого прямо пропорциональна скорости двигателя.
При захвате схемой ФАПЧ управляющего сигнала с частотой (, скорость двигателя, выраженная через частоту тахометра ! будет точно равна частоте управляющего сигнала )е. улдИ м сигнал тв егрнтроллер лаиеплтгля Рис. 8.18. Управление скоростмо двигателя. 8.9. Умножители, делители и функциональные генераторы С помощью ИС, в которых используется экспонецциальная характеристика е*с (У„и) биполярного транзистора, можно реализовать множество нелинейных функций. Хорошим примером такого логарнфмически-экспоненциального умножителя — делителя является схема на рис. 8!9.
В этой схеме зависимость между токами определяется выражением !т!в = ег/г при условии, что все токи алгебраически положительны. Данная схема выпускается в виде полупроводниковой ИС ЯС4200 фирмы Рад(йеоп). Включение этой ИС в режиме четырехквадрантного умноисителя показано на рис. 8.20, при этом )ео = (РоРт!Р1) )ех)ег!Ул Данную ИС также можно использовать в качестве делителя (рис, 8,2!), в этом случае )ео = ()гхФ'г) )еп (РоРг!РтР ) (8.9) Схема извлечения квадратного корня приведена на рис. 8.22, а выходное напряжение этой схемы определяется выражением Уо = (УхУпРоРг!РтР ) ' (8.)0) При использовании подобных сочетаний ОУ и транзисторов можно реализовывать множество других функциональных зависимостей, включая логарифмические и экспоненциальные преобразователи, генераторы функций синуса и косинуса, генератор функции арктангенса, преобразователи векторных величин.
550 Глава а 8.10. Температурные датчики на основе ИС Г!олупроводниковые приборы очень чувствительны к темпера. туре. Обычно чувствительность к температуре является иедосгат. ком полупроводниковых приборов, но, с другой стороны, это свойство можно успешно использовать при создании полупроводни. кового температурного датчика. В основе работы большинства интегральных температурных датчиков лежит температурныи коэффициент напряжения база — эмиттер Уэв транзистора. Полупроводниковая ИС вЂ” температурный датчик может ра. бо>а>ь, как источник напряжения с выходным напряжением, ко. торос прямо пропорционально абсолютной температуре. Типичная чувстгнтельность таких датчиков лежит в диапазоне от 1 до !О мВ/К. Наряду с этим существуют и интегральные температурные датчики, которые работают как источники тока, причем выходной ток прямо пропорционален абсолютной температуре, а чувствительность имеет типичное значение около ! мкА/К.
8.11, Интегральные датчики магнитного поля ИС могут быть использованы в качестве датчиков магнитного поля, работа таких ИС основана на эффекте Холла. Эффект Холла заключается в отклонении заряженных носителей в магнитном поле, в результате чего создается падение напряжения па полупроводниковой пластине в направлении, перпендикулярном приложенному напряжению. Это поперечное напряжение (или напряжение Холла) возникает вследствие действия поперечной силы на свободные электроны и дырки, движущиеся в магнитнл и поле, а его величина примерно пропорциональна напря>кепнос>и магнитного полн. Существующие датчики магнитного поля содержат на одном кристалле кремния датчик на основе эффекта Холла (схему Холла) н усилитель. Чувствительность зтих схем обь>чпо около 1 мВ/Гн.
Датчики можно использовать непосредственно для измерения напряженности магнитного поля, однако чаще всего их используют в качестве датчиков ориентации пли движения, 8.12. ИС-датчики давления При движении электронов и дырок в полупроводнике имеет место достаточно сложное взаимодействие между свободными заряженными носителями и атомами кристаллической решетки. Самые незначительные изменения в пространственном расположении атомов могут привести к значительному изменению подвижности заряженных носителей, а следовательно, и электрического сопротивления вещества, Изменение электрического со- з51 Инаиграгааиг гхгяи гани а ~ь ига аааиаагааа в ртпвления вещества под действием ьехаиичсского напряжения ,,„зывается пьсзорезиа шиакаиа эгйфакишч.
В основе инте~ральпых дп чиков давления лежит нспользонне диффузионного резис|ора в мо.новой схеме Унтстона, так о вследствие пьезорезнстнвного эффекта при приложении мезнпчсскпх воздействий мостовая схема становится несбалаисиованной Усилитель может быть выполнен на том же кристалле, при этом можно получить достаточно высокий уровень выходного напряженна, пропорционального механическому давлению при низком выходном сопротивлении. 3.13. Аналоговые ключи В кзчестве быстрых переключающихся элементов в аналоговых ключах используются транзисторы. Идеальный аналоговый ключ имеет нулевое сопротивление в открытом состоянии и бесконечное в закрытом. В качестве активных элементов в большинстве аналоговых ключей используются полевые транзисторы, хотя можно использовать и биполярные транзисторы. Предпочтение полевым транзисторам отдается из-за присущей им симметрии (имеется в виду взаимозаменяемость выводов стока и истока у полевого транзистора.
— Пепев.), в то время как биполярным транзисторам присуще еще и достаточно большое остаточное напряжение. Хотя остаточное напряжение ()гов при 1о = О) обычно составляет всего несколько милливольт, оно может привести к значительным ошибкам при передаче аналоговых сигналов с низким уровнем. Еще одним преимушеством полевых транзисторов перед биполярнымп с точки зрения использования их в аналоговых ключах является очень высокое входное сопротивление полевого транзистора и их очень низкий ток затвора по сравнению с биполярными транзисторами. Некоторым преимуществом биполярных транзисторов является нх относительно низкое сопротивление в открытом состоянии, от 3 до 30 Ом, однако существует диффузионная МОП-структура и МОП-структура с Ч-образнымп канавками, также имеющие сравнительно низкие сопротивления в открытом состоянии. ИС аналоговых кл очей обычно содержат на одном кристалле схему управления и несколько электрически независимых полевых транзисторов с рп-переходом или МОП-транзисторов, работающих в ключевом режиме.
Аналоговые ключи применяются очень широко. К таким применениям можно отнести: 1) схемы выборки и хранения; 3) аналоговые мультиплексоры и демультиплексоры; 3) схемы МДМ для стабилизации усилителей; 4) цифро-аналоговые преобразователи; 552 Глава 8 8) интегрирующие схемы со сбросом; 8) ОУ с программируемыми характеристиками, например с цнф ровым управлением коэффициентом усиления, частотной харак терцстикой, фазовым сдвигом и т. д.; 7) схемы стробировання и схемы подавления взаимных ради„. " помех. 8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
