Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 172
Текст из файла (страница 172)
(г) расным дополнением к такого сорта является усилитель с программим коэффициентом усиления, так что Ший микропроцессор можез равлять коэффициентом усиления для к(зго, чтобы приспособиться к диапазону итуд входного сигнала. ИС АГ152б мы Апа1о8 Оеч(сев представляет собой окристальный прибор с программигм коэффициентом усиления 1„ 2. 4, '.и 16 и точностью усиления 0,02",с (точь 12 разрядов); альтернативный ват — ИС 1 Е13006г'7 фирмы гхапопа1 сожит резисторы и ключи на полевых нзисторах (но не сам усилитель) для ' ановки коэффициента усиления от 1 до 28 (с коэффициентами 2)или от 1 до 100 в последовательности 1-2-5); эти компоимеют точность коэффициента усиния 0,5'~ (точность 8 разрядов) с:: "В этой схеме„естественно„используегся П с последовательным приближением. ольку прн переключении от одного да к другому важную роль играет ыстродействие.
Мы выбирали компонен(хга, стараясь минимизировать стоимость. ' оказанная схема будет стоить около ,30 долл по ценам на сегодня; основной ад в стоимость вносит преобразова(яель- 35 долл- 1 9.25. 3 — -знаковый цифровой 2 вольтметр На рис. 9.65 представлена схема, в которой использованы преимущества двухстадийного интегрирования. Почти вся схема цифрового вольтметра, за исключением внешних компонентов для интегратора и генератора тактовых импульсов„точного источника опорного напрюкеиия и устройства отображения, выполнена на однокристальной КМОП БИС Схема 1СЬ7107 при работе использует цикл автоматического обнуления и даже, более того„формирует все 7-сегментные мультиплексируемые выходные сигналы для непосредственного запуска 4-цифрового дисплея на светодиодах.
Используя на входе внешгшй аттенюатор (или эталонный источник), вы можете формировать другие полномасштабные диапазоны напрюкений. Метод двухстадийного преобразования очень удобен для работы цифрового вольтметра: он обеспечивает хорошую точность (включая автокоррекцию нуля) и подавленно сетевых помех в приборах с усредневием при низкой стоимости.
Стоимость используемого здесь преобразователя не превьппаег 20 долл Схема, показанная на рис. 9.66, представляет собой токовый интегратор с уравновешиванием заряда, или «кулонометр». Этот прибор можно использовать для измерения интегрального тока (полного заряда) за определенный интервал времени, он можег найти грнмеиеияе в области электрохимии н,ги для эсгектрофо(э за.
Начнем с нижню о левого угза. где ннчегрируемый ток протекает через мопшыи прецизионньгй 4 проводныи резне гор образуя пропорциональное напряжение. ИМС2 является сравнительно недорогим (менее 5 долл ) прегшзионным операционным усилителем с одним источником питания, с шгзким начальным сдвигом на.
пряжинца (80 мкВ макс ) и малым дрейфом сдвю а во времени и по температуре ;менее 2 мкВ на градус и 0,5 мкВ в месил). 66Х Глава )1 Цолрвивнив ии4)ровнх и анало)овнх сигна)оа 669 ) с Е ) -''Фн формирует выходной ток, программи-,';руемый измеряемым юком и зап'екает сэврялозравиовегцивающий интегратор на ',ИМСЗ. С помощью поворотно)о пере;.'йлхочателя на входе выбирается один из ;жити декадных предо)юв чувствительно,'®тн, причем на любом диапазоне полному 'й)вГКОЛНОМу Свт НаЛу СООтастетауЕ) ).ОК 'Й00 мкА в коллект оре Т, Транзистор ."7' — это полевой МОП-транзистор 1а не :,Е)йполярный плоскостной транзистор1. 'йгспользуемьгй для исключения ошибки !вправляюшего тока.
':)'„' Схема уравновешивания заряда являет)Ся обычной дельта-сигма-схемой с полеТнканальным транзистором Т,, раба щим в режиме Обогащения, ко)орый " 'дает порции заряда в соответствии с Х4й)стоянием триггера ИМС5а пос))е каж"' ого такта синхронизации. ИМС5б рабо!Хает как олновибратор, увеличивая сос))т)ч)янно двоичной пересчетной схемы ИМС7 ',~зв каждом такте.
в течение которогн 'Т, ,'в1входится в проводящем состоянии. Эта ,'схема нс подсчитывае.) какое-ю апреле';дуенное число тактов синхронизации, а 'ч)росто накалливаег ло тех пор, пока нс ,взстан)звится. 4-разрядныс сче.гчнки ИМС9 ИМС10 Отслеживают общин заря'1 и л))правляю) 8-разрядным дисплеем на све. -годиолах. Если изм),рясмый ток превышас) мак йимальиый .) ок выбранно~о диапазона.
то )ток 7. Не способен уравновесить ток Тг ';;)даже есин )ра)ыис. ор буде) пос)ояпно ,ик)почел: нрн )гом зафиксированное на ;Пчетчиках зна:)ение заряда б)лег солер ,О)кат), ошибк) ИМС4а проверяет условие ййыхола зн пределы диапазОнн н зажигает ,%ветолиг)д. если выходная сн) пвл иите1 ра виара лрсвыцие) фихсироваг)лын П анель йх)пориО)1* ивпряжсниЯ 1)со)орыя выбига,1фтся с элиасом ш) Отногпенню х норма.л,- 'амм условиям работы интегратора1 Некоторые полечеты прн проектировад)г1ИН.
Лря Орсжктнровании схемы .Пшн з) ой плел,е: гриня)ь леско:)ько ре)лений 11О ;пример. болыпниство )лементов КМОР1 :,';ло) ихи рабогают От напряжения —, 15 В '. Нля 1 "ц) чтобь) впростн)) коммутацию -,тра)гик)1 ра 7',. Поскольку 4-разряди),)е )!еле)чик)) рабо)акп' о) напряжения 5 В. лля сопряжения высокоуровневых сигналов КМОП-логики с уровнямн счетчика использована схема 4049. ИМС4 работает от одного источника питания и ее выходной сип)ал изменяется от из ля ло -) 15 В.
что упрощает подключение к ИМС5а. Для )о,о чтобы обеспечить лосгаточныи диапазон работы гранзистора Т),опорное напряжение для интегратора и компаратора )станавливается с помощью стабнлитроиа 17) на уровне -1-4.7 В: здесь подойди) самый простой сгабилитрон, поскольку точность не требуется. Обратите внимание иа то. что прецизионное опорное напряжение зависит от напряжения +4,7 В, использованного лля масштабирования тока, коммутируемого в интеграторе.
Рабочий ток источника ВЕЕО02 исполь )устоя заодно в гшя смещения с)абилнтрона. Ключ 1Т.,) может ока.)а)ь с;шественное влияние на общую точность прибора. Если он облалае) слишком большой емкостью, то дополни)е )ьный зарял на е) г стоке приведет к погрешности Схемное решение. использованное в предыдущем примере 1коммутация на землю во время циклов Отклонения тока). в паннам случае не подоилег. поскольку ошибки напряжения слввта ИМСЗ приведут к постоянной опшбке при очень малых роках. Используя однопо.лосвый Олиопаправленный перек лочате ь. показанный на схеме, можно уве «нчить дниамнческий диапазон за сче). неко) араго снижения -,очности 1ч ОО вызвано избыточным зарядом на стоке транзистора Т). которыя инте)рируе)СЯ на каждс1м такгс1 Выбранный але.
рационнын ))и;иге.)в )ш)е)рагс)ра прелСсаВЛЯс ) СобОН )СИ )И)ЕЛЬ Иа )Ю.)ЕВЫХ МОЙ-транзрс)Орах с ми )ыми ')Охами СМСП)опия И ПОПОМ гцжисбОЕХКИМО Мавой погрешностью ОО )оьу (Рб пд )ил ) ЛО- схольк). операционные усилил е )и на полевых гранзнсторах имею) как правилов Волы)ше напряжения сленга, чем )силиге. :)Р на би н)-)яриых граизистОрах. шхОЙ выбор уснлнз)ели только Обосгрнт только ч)'О рассмОт1ьеин)зо ОРОО)в."ив ')инамнче ско) о знала:и)иа цри иглюлюованни ОлноООЯ)ОснО) О ключа па лва направлс'ния. Д)п)амичеекни ливпазон. Важно пс «вмщ 1,. б70 Глава 9 Сопряжение пифроаых и аналоговых сигиалоа 07! .
1Н4148 ар.ьм А ь 4067 51 Рь 77,6 кои '17. ИС' мг -и '0 кам — и аь1яов Ю :Равен виагаава тво мн 5,108 Б НС40 555 С сам 0,655 е Рт гн5730 — 4,7 6 Рик ам каяибраако , маисимальии с ', тока 15 Рт и 165 7мм 5 иаа % ьои 6 75,с1 5 ИС50 4075 Ра 4 100мкг ИС40 553 Р а и исаа 4015 Ра 16 Р ИС7 4074 Р, а, а, О.
04 а. 0, Ря 1акам Рь ал; ) Р 16 ,г ИС7 '5 1.ттааас 5 7 ИС5 ИС17 ИС 1 контап14 комах '4 кеыакт14 т, 14061 иг 8 1«кСИ , 4046 4-оиакоаьс 7-ссгменгнье . иноккаторь 1 ооынм кетовом, кя 499ка 9000м— 4-Гррвеанме Гаоаньокн" 4.99ко гирегулкр нуля 790 кь1 Рроаиитанкьи регис7ось Рь 1.0 73 мокс аилакзар',""А 7А ,стг мк — — 76 мА м36 Сзк су С77и" авгия ~ кам 067кя Пбк 76, 1 108м«7976Аь 16'А 16 м7мг К07А с ',0 ' А А -« = 3566 Кс 4 ЛОГВОВнЬ соеанм' и 77сьасс 7ьтт С.р' ом 0.1Х 61гм Оп.
7 6 См 0,1*76 '6 рм Шт Рть' Рл о '1лр.аА Гнст Ь7 Стао 05 Сс Сб Слон-' ~И Е706 *тткт; ИС10 Сяя р„ 76кл6 7И71ЯО 1:011Ц 7 ~ — — — — 17-ЛЛВИСНОННЬИ Гс'ООГс ни\К вЂ” — — — -" — 7 мромв ымь -а 3 м равгг,нл лиааазон в несколько мтссстивстртьтс тто затрудняет точмуш иолстроику слвига на нуле) Прм подстройке ИМС2 на сдвиг 50 мВ илм менее лзшаммческнв диапазон прибора булет аревьаааьь 10000 1. ;,::в.27. Ввеленве ,:Система фазовой автоцодстройкн часто'хьт СФАЛЧ) --зто весьма важный н аолез;7)ный узел, выпускаемый в виде отдельной ':,интегральной схемы многммм мзготовите, Лями.
ФА)7Ч содержит фазовый детектор, й7силмтель и генератор, управляемый на,Пряжением (ГУБ), в представляет собой ;;сочетанме в одном корпусе аналоговой ,",ьи цифровой техники. Мы рассмоьрнм в Рнс 9бб Ктгтонг метр сс*гспяк нахслкенныл тарклкь К т хсн рпл ная юкка нн.ьгрм ьрн, 11р арко яраьслгслл 15Е-нслстсжьыненньа клит тк, МЗ11 млааьлая гньмн тя кифри. С.Зц-сгасигкя 'ыльажя лнфра Оно зтог прибор сттроектирован в расчете на больцтой динамическим диаттазон с точным ннтегрированием тока, нзменянтшегося и процессе зкспернмента на несколько порядков по величмне. Именно по ттой причале большое внимание уделяется схеме нперелнего краям на прецизионном Оаерасглоивом усюштеле с левые подстройки сдвига.
обеспечиватошей препмзвоннуто регулировке (обычная схема полстройки имеет, как правило, полный - уо. скорое~и слета ;я файаятаа Е Рл ЦйкОм 0001 мна ТОВХООС Р нка, 5 4,4ГС Ген ИСБ ' 16 4047 а 17 зальнешпем прнменеюиг ФАЙВ для тонального декодирования. .темолуляаим АА4- н ЧР7)-сшвнлов, умистжеиыл частот. част Отн771 О синтеза, импьльспОи синхро ннзацми сигналов От шумяших источников гнапример, магннтной ленты) и восстановления н шстых» сш малов С'ушествует традиционное прельбежление против ФАйст, связанное Отчасти СО сложностью реализации ФАИЧ на дмск- РСГНЫХ КОМПОНЕН1аьь а ОтЧаетя С СОМНЕ. милым Относи'1 ельнО се наса.'жнОЙ раОС т и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
