А.Г. Глебович, А.А. Каменский - Фундаментальная и клиническая физиология (1128368), страница 51
Текст из файла (страница 51)
7.5.1. Параллельное соединение элементов Особенностью парзллельн<и о соедин< ния нескольких э>и)мснтон я)3>шется равснстно напряжений, приложенных к зажимам ))ю(к)го нз элементон (рис. 7.18). Пу< и параллельно сос <и)<Оно н эл<ьн итон акгиаиого гоиротинления (рис. 7.18, а). Вгли ныбрзть нанрзнление <л.счета токон, кзк нокз;ишо нз рисунке, то ио исрнол)у закону Кирхгофа: 7 — )~ — 1! †...— 1„= О.
(=С,Г+ С',(7+...е С„Г= С(й (7.23) С ' С!«С)+--+( (7.273) Следонанльно, цепь, состанлсиная из н«кольких активных сопротивлений, нключсиных нарзллелыю, может бьп ь заки н< нз одним актияиь(м соиротиял<3<исм. При параллельном соединении и<скольких активных гоиротинлсний проводимость экннналснтного ж)ив мента равна сумме нронодимостей элементов, входя- и!их н соединения. Пу()ь нарзллсльно соединены элсмшпы емкости (рис. 7.18, 6). Тогда в ураннсннс 7.22 ннодится ! = С, — т С вЂ” — +... «- ф— = С вЂ”, (7.26) ОГ, <1Г, (1!',СЦУ ' <13 <17 " ' к (!г <!г гд(> (".-- С! + С) -3- .. 3- С, '!'аким образом, нри иарзллелши)м соединении нескольких емкостей экниаз>«нтнзя емкость рзн)ш сумме емкостей, входящих н с<ну(3)и< 33))я.
Гк = —,) !г)П с) (7.32) и получим (7.27) Позтол)у )лс 1 1 1 1 Г С, С) Г, (7.34) или или 1 1 1 1 — = †.). — +... + —. 1. Ц) 1) Ек (7.29) Як Зная, что Г„= К„1. иолучим 11= К)1+ К)1+ ... + Кк! К1, (7.31) Рнс Удв Параллельное соединение элементов, (а) резисторов, (б) емкостей;(е) индуктивностеи Пугттышраллсльно соединены элемш)ты инлук) иниос1 и (риг. 7.18, в). Тогда в уравнение 7.22 вводится 1 = - - ! Г)1! -ь — ) Гг!г+... + — ) Е/Й = — ) ЕК!! (7.28) ! 1, 1 1 1., б) 7.5.2.
Последовательное соединение элементов Особи ии))ст) к) лг)слслонш еды)от<) соелиие)игя:)лсмситов я)к)яется раиснс гво токов в каждом из злом) итов, входящих в сослиит иия (рис. 7.19). Пусть п элементов активного соироти елсшш соединены гкклелоиатсл ьио. 1!аиравлс)тия отсчетов напряженийий ив элементах цепи выбираются согласно рис.
7.19, а. Тогда В сООтвттствии Г() вто!и )м закОНОм Кирх) Огра Е! — Г) — Г;, — ... — Г„.= О. (7.30) глс К=. К, + Кэ + + К„ Таким образом, ири иослслователыкж) сослинсиин иескоаьких элсмсшон активного сопротивления зквивалсш иве тти)!Х)ти влепив равно гум ме с опротивлеш) й, входящих в сослиисиис.
ГЛАВА 7. Электроника в физиологии '323 Пусть )шслеловательио сослииены элементы емкости (рис. 7.19. 6), тогда в урависшш 7.30 заменим Г = — г~!т!! + — 7)1)!! + ... - — ) 1г!! =- †') !))1, (7.33) 1 1 1 ! Г) Ст С Е О= 1>, +Пт.-...+ !),, (7.35) 11начс, обраго)ая емкость групиы алел)ентов емкости, соединенных последовательно, равна сумки обра)- иых емкостей э и молов, вхоляи)их в соедш)силе. Рнс 7.1Э Последовательное соединение элементов. (а) резис- торов; !б) никос) еи, (е) нндуктивностеи ':~$4:-'::: РАЗДЕЛ Ец Общая физиология возбудимых тканей Пусть последовательно с<к днисиь> элементы индуктивное ги (рис. 7.19, в), То>уса в уравнении 7.30 заменил( с!! Г!. =- !«вЂ” ' <!! (7 36) и ио.))учим Г == 1,, --+ 1!--- з- .. + (я — - = !.—, (7 37) <!! <!! <!! сГ ' <!! ' <!! « (!! ' й! ' глс' ! = 1, + !.Р+ ...
~- ! л. (7.38) Вто означает, по:шннналснтная иидуктив)нють равна гуммс иидуктивногпй, вхолящих в последовательное соединение. 7.6. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ Следукяций важнсшний вопрос связан <. измерительной юшзратурой. Ушли в дюжи<ос ирошлос ириборь>, работающие нз лампах. 11рзктически нс применяя)тся и транзисторы .5(о связано с огромным количесз вом рад))о)))(сктро>и>ь(х злсмс)пов, $(егх>ход>(мых для СО<)ДЗИИЯ ТОГО ИЛИ ИНОГО <ОВРСМ<$!НОГО ИЗМСРИПЛЛЬН<)- >.о $)ри(к>р($.
Сочетаии(. компактности, иадс жности работы и простоты в зкснлуатации стало возможным иа базс микроэлектроники. Основным конструктивным иринцилом микроэлектроники янляез ся элсмен.гная интеграция, т. е, объединение в одном сложном радиоэлсктрониом алемензе мноп(х $)рость)х. 1!олученный сложный радио >лсктронный элемент называется интегральной лшк1юсхсмой. Инпгральная микр(нхсмз —:по микроэлектронное устройство, содержащее не менес пяти активных и пассивных элементов, которьн изготзвливак)тся в едином ТСХН<)ЛОП(лн С КОМ $1РОЦСССС, ЭЛЕКТРИЧ( СКИ СОЕДИНЕНЫ между собой, заключены в об<ний корпус и нрсдгтавляют (-динис !с(чи)< .
По т('х(юлОп$и 13ЗГОтОВлс'ни5! рзэ!(и'ш>От НОлу1(ВО>я>дииковьш и гибридньи шпс<гральные микросхемы. В иолуироволииковой интегральной микросхемс все алел(виты и лкэкэлсментиыс соединею)я вьиюлнены в объеме и на иоверхностн иолущюводника. В гибридной интегральной микросхеме насгивиыс элементы выполнены лосрсдством нанесения расс !3)ч!(ых иле>юк на ловсрхн(нть д!шлектрическои подложки, а активные элементы . пав< сные (г.с.
прикрепленные догюлнител<с но) бсскориуш)ые иолунро>юдниковыс шнмснты (Дно)<ы и траизис торы). И(пс<гральные микросхемь(, таким образом, нрсдстзВляют (ОбОЙ шлыс' функц>юнзлы)ьн' усзро)<г)в)$, ирсднззиа и иные лля ирсобразования электрического с.игнала. По назначению оии п<щразделяк>тс.я на аналогоныс и н)ги некие. Аналоговые микрскхсмы обссисчивают ироиорциональиые:швисимости между входным и выходным сигналами. Основными параметрами линейно-имнульс- ных микросхсл! являя>тся козффиц(н.ит усиления по иаира>кению К, входное соиротивлсюн )(„, выходное с<>лротивленис !<,„„„л(акс>)маль>)ос выходное наиряже- ИИС Г„,,„„з„.
Инжннл И ВСРХНЯЯ !РЗНИЦЫ $)!<тот>(ОГОДИЗ- Ло) и чссю(с и) ггсграл ьиьк микросхемы . это устройства, в которых входные и выходнь)с (ширяжсния моГу! $)р)$$)или(ть (иц>сдшн')и(ы(..ишч('(ш5$, $>ри .)тОм Выходное зависит от наличия или отсуггпшя иаиряжс иия на входах. Олисз>ше логических интегральнь)х микросхем ие входит в изшу задачу. 7.6.1. Операционные усилители Простейшим иримсром аналоп)ный микросхемы мОжст служить ОиерзциОииый ус3>литсль, из(ОтОВленный В !3ид(' ОлнОЙ нлзты, Он(рдциОнный '(< или>с>>ь— это лиффсрс;)щиальный усилитель нс>стояиного тока с. высоким коэффициентом усиления.
Условное обозиачс ние, обив)прина>ос дзя всех нх тинов, представлено на рнс. 7.20. Вхолы обозначают как (-5) и (-). Это, однако, не значит, что потенциал иа одном вхолс всегда дол>кон бь)ть более положительным, чем на другом. ( имвозика оирелсляст относ)пельную фазу выходноп> сигнала. ! !оэтому вход, обозначюшый («), называкп обыч)ю «неинвертирукидийл, а ( — ) «инвсртирук)щий>. Для онсрациошкжо усилителя характерна необходимость использования отр!(ц()те>>ьнои обратной снязи. Отрицательная обратная связь - эт<> ироцегс исредзчи выходного сипшлз Образно (ш вход, лри котором погашается часть входного сипшла.
Впервые она была нрсдложсна Г.С. Блэком ((ЙЯ. Изей) в 1928 г., но лолучил признание этот иринции значительно позже. Отрицательная обратная связь уменьшает козффи. циент усиления, но улучшас т лрупю иарамстры усилнпля. Край)(с на>кио, что с сс помо(иью можно получить очень бо>и шос или очень малое входное со! )ротивлс нне онсрационноп> усилителя Существуют два важных правила, которые определяют поведение оисрационного усилителя с обратной связью. Первое правило сводится к п>му, что выход операционного усилипля стремится к >п>л(у, чтобы разность нанряжсний между его нхс>лами была равна нулю. Иначс.
говоря, !пот усилитель оцениваг) состояни( входов и с помощью схемы обркп юй связи передает наиряжение с выхода нз вход так, 'по в результате разность напряжении Между ними становится рани<>й нулю. рис. 7 20 условное обозначение операционного усилителя (7.43) Г= ('„, (?ьн, Г,ь йт ((, (7А1) К .—. — ' = 1-; —. (. '„((т Гь ((, ' (7Аб) Г„, ((, (7.42) Повторитель (7т Рис. 7.23 Повторитель Второе правило гводится к тому, что входы операционного успллтеля нс потребляют ток. Эти два правила д~к таточны для рассмотрения схем на операционных усилителях. 7.6.2.
Основные схемы вкпючения операционных усилителей На основе операционных усилителей построена вся электронно-измерительная аппаратура, применяющаяся как в эксперименте, так и кли~ щкс при регистрации биопотсппиалов и токов. В этом случае приысняктгся пнвсртирующпй усилитель, пеинвсртпрукиций усилитель п повторлтсль. В этом подразделе мы рассмотрим основные схемы як за>чсния операционных усилителей, а пх примепс!ще для рс~нения 'пвй нли иной экгпериМеитаЛЬНОй ЗадаЧП МЫ будЕМ раггыатрниатгв В СЛЕдунл и[их 1лавах.
Инвертирующий усилитель Рассмотрим схему, представленную на рис. 7.21. Ее анализ основан на излож< нных вьппс правилах. Потец. цпал в (+) раасн гцтюктрпчсскому потенциалу Земли. Следовательно, потспг!игьт в ( — ) также будет равен этому по!еипиалу. Это значит, что падение напряжения на резисторе Кт раино Г„, „а на резисторе ((, Г„,. Зная, что входы операционного угилптсля не потребляют ток, получаем Ипа и говоря. коаффипиепт усиления по напряжению К радек и Псдостаток зтоп схемы связан с тем, что опа обладает неГнмьшпм входным сопротивлением (вспомните правило согласования). Этот недостаток устранен в следующем вариан.и подключения.
Выходное со- Рис. 7.2П Инвертирующий усилитель ГЛАВА 7. Электроника в физиологии '-',:.$:,"',фф Рис 7.22 Неинвертирующий усилитель противленис в этом случае равно величинам менее 1 Ом. Неиивертирующий усилитель Рагськтг(пп~ схел1у, представленную на рпс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
