Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 17
Текст из файла (страница 17)
показанной ка рис. 1.82. Прямое напряженке на диоде Д, компенсируется за счет диода Д„обеспечиваюшег о смешение величиной 0,6 В Это смешение опрелеляет порог проводимости для Дт. Формирование смещении с помощью диода Дг (а не с помощыа, например, делителя напряжения) имеет следующие преимушества: нет необходимости проводить ре1улировку уровгщ смещения, так как схема обеспечивав~ почти илеальную компенсацию: изменение прямого напряжения диодов (связаггное, например, с изменением темперагу. ры) компенсируется н не сказывается кв работе схемы.
В лальнейшем мы еще кс раз встретим компенсации изменений прямого напряжения с помощью сот.ласаввкной пары диолов, транзисторов н полевых транзисторов эгат. прием очень эффеи тнвек к прост и исполнении Дводиые вентили. Езде одна аблас~ь применения диодов основана ка кх си гсабкостн пропускать балыдее вз двух ка пряженшб не оказывая влияития ка меньшее. Схемы, в которых используется эга свойство, объединены в семейство аиичссхих схем.
Рассмотрим схему с ретергнай бапгарегй нитанин-она испапьзуетси н устройствах, ко ~ арбус должны работа ~ непрерывно лаже прк отключениях кк. тания (например, точные электронные гк сы). Схема, показанная ка рис. 1.83, включает как раз такую бат.арею. В ам ~Г1!ВЗ. Диопный вентиль ИЛИ с резервной бма "::-Ф— з ~88(ргзуие сбоев питания батарея не раба ,':„5чвкке(к, ПРИ возникновении сбоЯ питание на ' ='~ф~ф,ийчинает поступать от батареи, при ':-"~~й~~йй':,'уцерерьтва в подаче питания не '-ь;:.; )~8)(6я(адцт 5 55з%ффФвг)авист.ж измените схему ~ах, чтобы бата ,г "гфуфййухкв)влвбь от источника ггоьтояввого тока 1а ~ом гь.дгй(дйккгтрнрумеется„когда питание есть) тохом 50 мд — '.*;Зф,"'йлврси) *,уамбо нукна пзя того. кобы поппержввать ..'ь!!тж()а)йнйй .агйанвчителв. В тех слУчаЯх, ,'*,(~(Цфа:,:;Фстзвхадвмо ограничить диапазон '" йй5$~5в(5~Щщ сигнала, например напряже .
~",;Шанина воспользоваться схемой. па- 1!'"ггьб~й((цзцой,на,рнс. 1 84. Благодаря диолу —;.(г~~мвв,Напряжение не может ирены "з~~)~~~!угйчення +5,6 В, при этом наличие !;.ь В,,:щц)ак не сказывается на меньших вриЩ.;напряжения (в том числе и нв ..'Чг",'.йгфйцдтхвэгП НЫХ); ЕДИНСТВЕННОЕ уСЛОВИС Ф~й~(,~$щ.,н. там, что отрицательное входное ;;'4(к())5(в(звание не должно дос~игать значе .узцтй;";"(явцфшкекия пробоя (например, для ;-!~ф~(1ат5гдпа Пь)914 э ю значение составляе г " (ч)верувг)5.Ва всех схемах семейства цифра чает','вву)(айкйчеакттх КМОП-схем использую, ~~3%~ВВандые лналкьгс ограничители Окк !~~ф4ааКРаишат щк чьвствнтельныс схемы жужгг1тйаэругкеини и" т леРС" Вке г 1за31зидг'и — 'гцРйкйческого злекг рк тестов РГР":*1'-.'64 Диона ю гзгранггчи~ ь напряжения Основы зпеазроквкв в у Увржихкигк ЬЗО.
Разработая:е схему симметричного ограничнтеяя, запаюпего пиапазов нзменевия сигваза от — 5,6 по +5Л В Эталонное опорное напряжение можно подавать на ограничитель от лелителя напряжения (рис. 1.85). Если делитель напряжения заменить его эквивалентной схемой, то исходная схема преобразуется к виду, представленному на рис. 1.86 Анализируя преобразованную схему„ можно заключить, что импеданс со стороны выхода делителя напряжения ()г„,) должен быть мал по сравнению с сопротивлением Л.
Когда днол открыт (входное напряжение превышает напряжении ограничения), выходное напряжение совполает с напряжением. снимаемым с де. лигеля. прн эхом нижнее плечо делителя представлено эквивалентным сопротивлением (рнс 1.87). Следовательно, лая указанных параметров схемы выходное напряженке для треух алькапт вхалнага сигнала букет иметь вил, показанньгй ка рис 1.88. Затруднение злесь возвнкаез н связи с тем чта делитель напряжения нс абеспе.гнвает жесткофикстгравггкног:: згв- бвх бфикс Рис айа чения эталонного напряжения, Хорошо зафиксированный опорный эталонный сигнал не «плывет», а зто значит, что источник такого напряжения обладает небольшим импедансом (имеется в виду эквивалентный нмпеданс).
На рис. 1.85 показан простой способ, с помо~пью которого можно «зафиксировать» схему ограничителя по крайней мере для высокочастотных сигналов -для этого к резистору 1 кОм нужно подключить шунтируюший конденсаюр. Например, коцденсатор емкостью 15 мкФ с одним заземленным выводом иа частотах выше 1 кГц уменьшает импеданс со стороны входа делителя до значения ниже 10 Ом. (Аналогично можно подключить конденсатор к Д„как показано на рис.
1.82). Само собой разумеется, эффективность этого приема тем ниже, чем ниже частота, а для постоянного тока этот прием просто бесполезен. На практике малое значение импеданса эталонного источника обеспечивается за счет непользования транзистора или операционного усилихеля Такой способ, конечно, лучше, чем использование резисторов с очень малым сопротивлением., так как он не приводит к потребленизо больших токов и обеспечивает значения импеланса порядка нескольких ом и ниже Следует отмета~и.
что известны и лругие схемы ограничения. и которых нсаольз;- Рнс ' йэ Восссановлеиие сигнал ло лос сил к 1м ° охл ются операционные усилители. Об этих схемах мы поговорим в гл. 4. Интересным примером является использование ограничителя для восстановления сигнала по постоянному току в случае емкостной связи по переменному току. Смысл сказанного поясняет рис.
1.89. Подобные приемы необходимо использовать в схемах, входы которых работают аналогично диодам (например, это могут быть транзисторы с заземленным эмиттером), в противном случае при наличии емкостной связи сигнал просто пропадает. Двусторонний ограничитель. Еше один ограничитель показан на рис. 1.90, Эта схема ограничивает «размах» выходного сигнала и делает его равным падению напряжения на диоде, т.е. приблизительно 0,6 В. Может показаться, что эю— очень малое значение.но еслислелукяцим каскадом схемы является усилитель с большим козффипиентом усиления по напряжению, то входной сигнал для него всегда должен быть немногим больше чем 0 В, иначе усилитель попадет в режим «насыщения» (напрнмер, если коэффициент усиления каскада равен 1000.
а питающее напряжение составляет + 15 В, то входной сигнал не должен превышать диапазон -1- 15 мВ). Описанная схема часзо используется в качестве защиты на входе усилителя с большим коэффициентом усиления. Дводы иак нелинейные элементы. Мы получим достаточно хорошее приближение, если будем считать, что юк через диод пропорционален экспоненцнальной функпии от напряжения зщ нем прн данной температуре Ночная зависаагосль междб током н напряжением заелся и раза. 2 10) В связи с этим лиол можно нсаользовсаь для получения выхолног Рис ~ ЭО Диолимй о!рани»итси, ','-~~~,-'Кй), Логарифмический преобразователе плел «н)нй озпОнана на нелинейной во и — амперной харак е 'лиола ';~~ай)ййжения, пропорционального лога-".'~~ф)й) тока (рис.
1.91). Поскольку напра' ",;щ~б)йй47 лишь незначительно отклоняется '-,'~ф~и(ненни 0,6 В (под воздействием ко,з!)8)~фей: входного тока), входной ток .,'~,,';!~:задавать с помощью резистора , ."""~$~1~3йщйвии, что входное напряжение зна' '~$~)фй)я(ь превышает падение напряжения ';,~й)(цйде"(рис. 1.92) -';-;:~~~1)1йгйитике иногда желательно, чтобы ,,Зф~йяйййциим .напряжении присутствовало „.':$()!88)(йй)цв»0,6 В, обусловленное падением '-~$л)йг)цкецня на диоде. Кроме того, жела- !)2)41й1;::;,чтобы схема не реагировала на ,';,""йакй())йвицй твмпературьь Эти требования й(йеффпйек удовлетворить метод диодной ,()йЩ(й))ф)ясацни (рис.
1.93). Резистор )1, от)()Г1)Рзнйййк::.1щад Д и создает в точке А йч)йаейввкециц, равное — 0„6 В. Потенциал : Гц(8)й)(в'айеблиаок к потенциалу земли (при '"ц)!8З)а1- хох 1м стРого пРопоРционален ',)й~Ф~вйййццп (),„). Если два одинаковых ,хвгй!1(й.яццодятся в одинаковых темпера '4)фцйх,,сусиовиях. то напряжения на них )й)г»~Фпгью компенсируют друг друга, за '41й!гайийеиием, конечно, той разниаьа кокйаа)ьцаейьйцбусдовлена входным током. про«.на)(йхйцим через диод Д,, и которая оарелздыаййал,.иыйоддое напряжение. для ш ой 'ййй(к)н;;реаистор я, следует выбирать та ~3~)л~!;крабы ток через диод Д, был значи .'.йФМюкбильше максимального входного Двх (Эах|П С— ''кйф 1дц Рис 1 Рз Компенсалил паленка напряженна иа паоле в логарифмнлеском греобразователе. тока.
При этом условии диод Дз булет о псрьа. В главе, посвяшенной операпионным усилителям, мы рассмотрим более совершенные схемы логарифмических преобразователей и более точные методы температурной компенсации. Они позволяют обеспечивать высокую точность преобразования--ошибка достигает всего нескольких процентов для шести и более декад изменения входного тока.
Но для того, чтобы заняться такими схемами, необходимо сначала изучить характеристики диодов, транзисторов и операционных усилителей. Настоящий раздел служит лишь предисловием к такому изучению. 1.31. Индуктивные нагрузки и диоднаи защита Что пронзойлет, естш разомкнуть переключатель, управляющий током через индуктивностьо Индуктивность. как известно, характеризуезся следующим «нойс.
вом: Г = Х.(й«!вй а из этого слелует, что ток нельзя выклзочнзь моменгальао. так как ари злом на нндуктивностн появилось бы бесконечное пааряжегше, На самом леле напряжение на ашлуктивности резко возрастаег н продолжае~ увеличиваться ло лех пор поки не появится ток. Электронные устронства. которые уаравлянп шгдукгивными нагрузками могут не выдержать такого роста напряжения, особенно зто о~носится к компонентам. в которых прн некогорых значениях напряжения наступает «пробой» Рассмотрим схему, представленную з 60 $ лввв 1 Оеяовм звыецняввгв 61 Пдн: попюсный однапознанон- нын и ць ых Грев ,у' ! Р:«. ', 94 Ивдгеыввыв; аросев» нн рис.
1 94. В исходном состоянии перек доча гель замкнут н через индуктивность '(в качестве которой можег выступать. например, обмотка реле) протекаег ток. Когда переключатель разомкнут, индуктивное г ь «стремитсяз. обеспечить ток между точками А и В, протекающий в том жс направлении, чяо и при замкнутом переключателе Эзо значит, но потенциал точки В становится бо.тес положительным. чем погенциал зочки А В нагнем слу гас развила потенциалов може.г ласти гь 1000 В. прежде чем в ггерею~ючателс возникне~ злектрическая нута. когорая и замкне.г цепь. При э~ам укорачивашся срок службы псреюпочателя и возникагсг импульсные наводки, которы»- мо.уз оказывгыь влияние на раба.у близлежащих схем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
