Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Транзистор 7 компенсирует нзменеяФ. падения напряжения С,„в транзисторе Т~~': связанные с изменением температуры ох':,' ружаютлей среды, однако изменевтй. наклона графика зависимости напряжению 1 о, от тока 1, не компенсируется. В разд;;, 2 10 мы установили. что зависимость тсбй,. мВ декалаа пропорциональна абсолют-', -."~;":: ной температуре.
Выходное напряжеяткт' "; и натцей схеме иллюстрируется графиком.'ь) пРедставлеаным на Рис., 4,36 Нттеа.тавзен;:;, атУ компенсация обеспечивается в том стфчае'; ':,' котла вхолнои ток равен Е коллект:оряо"-' р. м' току транзистора Хс Нзмевсняс гсм"',"т пе1уа; уутьг вл ло ь ньгтьгнаст изьтедевзе;:-';:,.'~". Угла наклона тРафика на 10ао и соиро';, вождается появлением соответсгвутсэтлей':!~~'-;;; ошибки в выходном иаг:ряженвн.
Елввст" ь!.-"!!~~ту венныя выход яз положения сос.товт в::::гу,ф том., чтобев заменить резистор й, ттгтстте,'.;Ж;;=", довагельным соелинсннем обычнсчо Ре':,гт),,:,:3 зи егора я резистора с положи т еш вым, ф",.!а гемпергп урным коэффициентом 3ттат: Ть' " 'температурнътй коэффициент резистгэР';"1;.',В41, (например. температурный коэффицяевт -.'.8фе се типа ТО1,г8 фирмы Техаз " 'а ранен + 0,67'%УС). можно сопротивление обычного ре':;;11ОторЫй при последовательном обеспечит идеальную компенр, к только что упомянуору типа ТС1 '8 с сопротивлекОм следует последовательно ь резистор с сопротивлением енность выпускает несколько логарифмических преобра: Они обладают очень хороши т' истиками и имеют внутрен фратурную компенсацию Среди 'йтовителей назовем Апа1о8 Туе-Вготуп, Р)гт)Ьтге)с, 1вбегзт7 и Хасопс)пстог 4.7. Дополнит.
схему логарифмичсс. , разоаатсля слслуюшими злеменгамн )лстоииком Вх лнюо тока от аеаью гсмпсНаьппасапни испольы аанисм розит .с р-. '."(с температурным ксаффиписнтом рая, латтсф полбеаюе компоненты таким с~ относительное юменснис яыхолноы .ссютааляю ь, — е * В на лекаш ПрсВОЭможность у лраялсния выхслаым сияя 'а позяоляля бы ари любом вхстласм юкс ть нулевое значение лля ' .„, 'га;-.см смс:. уюглсго усилителя.
а ве та ояч ас. у. 'йтка тс. вье ввковыв детектор Ких практических случаях требуетвдить пиковое значение входного . В простейшем случае лля этой 43братпап свизь н операнноютме усилители 231 Рис 438 Пнкояын лстсктор на основе ОУ цели можно использовать диод и конденсатор (рис.
4.37). Наибольшее значение вхолного колебания заряжает конденсаторр. который сохраняет заряд до тех пор, пока диол смешеи в обратном направлении. Этот метод имеет серьшньте недостатки. Вхолной импеланс является переменной величиной„и в моментпиков входного колебания он очень мал. Кроме того. из-за падения напряжения иа диоде эта схема нечувствительна к пикам. меньшим 0.6 В. а лля больших пиков она дает ошибку Тна величину паления напряжения иа диоде). Более того, падение напряжения на диоле зависит от температуры в прогекаюшего через лиол тока, и .это значит., что погрешность схемът зависит от темпера т уры окружающей среды и скорости изменения выходного напряжения; напомним.
что 1.= СЫ1т'т)г). Неволь. зование иа входе эмягтернот о повторителяя позволяет избавиться только от первого яз пе)зачисленных недостатков На рис 438 показана улуошенвая схема, в которой используется обратная связь Если напряжение обратной связв снимать с конденсатора.
то падение напряжения на лиоле не создаст никаких проблем На рве. 4.39 прелставлеи возможнътй ввл выходного колебания Ограничения, присуцтие операдионному усилителю, сказываются на этой схеме двояко. а) Конечная скорость нарастания ОУ порождает проблемы лаже лля отно- 233 Глава 4 Ояритиии слизь и аиеригвииииие угзаиггеив 333 Р» 47 «ам "«и» Рис 4 39 с 0,0» м«»э го Г ловля сительно медленно меняющихся входных сигналов.
Для большей ясности отметим, что выход ОУ попадает в отрицательное насыщение, когда вход усилителя имеет менее положительный потенпиал, чем выхол (постарайтесь изобразить напряжение ОУ в виде графика; не забудьте о прямом падении напряжения на диоде). Итак, выход ОУ должен стремиться к величине выходного напряжения (плюс падение напряжения на диоде) тогда„ когда входной сигнал начинает превьппать уровень выходного.
При скорости нарастания 5 это можно грубо описать выражением ((7,„„— 17 ),'5, где П - отрицательное напряжение питания, П „— выходное напряжение. б) Входной ток смещения вызывает медленный разряд коиденсатора (или его заряд в зависимости от знака смещения). Это явление называют иногда «утечкой зарядав н для того, чтобы избежать его, лучше всего использовать ОУ с очень малым током смешения.
По той же причине и диод следует подбирать таким образом, чтобы он имел малую утечку (например, можно использовать диод типа ГХГ1100, обратный ток которого не превышает 1 пА прн напряжении 20 В, илн «полевой шгодя тиаа РАП-1 фирмы 8»1»со»их гаги ппга 113101 фирмы 1пгегзг)); выхолные каскальг ОУ должны иметь болыаий импеданс (лучше всего использовать ОУ на полевых транзисторах или ОУ со вхолами на полевых травзисторах. в) Максимальный выходной ток ОУ ограни швае скорость изменения напряжения на конденсаторе, иначе говоря, скорость.
с которой сигнал на вь»ходе отслеживаез изменение сигнала на входе. Поэтому арн выборе конденсатора приходится ндпг на компромисс между ско- Ростью Утечки заРЯла и скоРостью цк,!7 растания выхолного напряжения Пусть, например. в этой схеме испол, занан ОУ типа 741 (такой выбор нелг льзк.й назвать удачным из-за большого ток ' ока.:.,' смешения, который нмеег этот усиац,," '' тель), тогда конденсатор емкостью ! мкй„-'») будет иметь угечку заряда Л7,»г(г = 7,„; С = 0,08 В,гс, а возможная скорость измец '-' ния напряжения на выходе составит все», ', Ж7»»г(г = Х„„„,»С = 0,02 В,'мкс.
Э»а макса,~' мальная скорость значительно мень»де»:г чем скорость нарастания ОУ, ранцах'::,; 0,5 Вгмкс, так как она ограничена макси. мальным выходным током. равцып'",'. 20 мА, который заряжает конденсатор'-', емкостью 1 мкФ. Если уменьшить еи.:.,'; кость, то можно получить большую скг»,",': рость нарастания на выходе за счет болф; »пой утечки заряда С практической точка»1 зрения в качестве входного усилите»(4»' мощности и выходного повторителя йг)) раздо лучше выбрать ОУ типа 7 Г355 сц:-' входами на полевых транзисторах (тцй» смещения равен 30 пА, выходной ток-;";( 20 мА) и взя»ь конденсатор, имеюппг)~;.; емкость С = 0.01 мкФ.
Прн таком сочен»7 нии компонентов утечка булет сосгавля~;, всего 0,006 В»с, а скорость нарастаю»я дкх'; схемы в целом будет равна 2 В»мкс. Ец(~:,- лучше характеристики получатся. еск()~' взять ОУ на полевых транзисторах тапа-„: ОРА111 или АП549, для которых вхо.»нойй ток не превьппает 1 пА Характерисшкй » схемы может ухудшить утечка самоН ', конденсатора, даже если используются °,',, очень высококачественные конденсаторы, ° .-,':; например полистироловыс или аолнкар. бонатные (см раза. 7.05).
Схемные сре;жтва устранения влвяявц".ф~;, утечки диода. Очень гасто разумно Я»:.„'. построешгая схема помсгаег разрегац»з;,'я' проблемы, создаваемые от«э»о»геггня"гк..'~~;-". схемных компонентов оз идеальных Та- "4;,,*.";' кой способ преодоления трудностей с ол .', ~-,".:!)1 ной стороны. доставляет уловолы твя» .»А.', -': разраб»о»чику. а с другой -дает жономя ':;!.":.!» ческий эффект Рассмотрим здесь неко»г» рые примеры (этны вогпэосаь» посвящена гл. 7). Допустим, нам нужен высококачес.гневныйй пиковый детектор, обладающий мак и отношением скорости на"' на выходе схемы к спаду вершидьса. Если в схеме пикового де'в)спользованы ОУ с самыми маодными токами (в некоторых ОУ я равен всего 0,01 пА)., то импульса будет опрсдс»кггечкой диода.
так как токи утечки "!яй»ропгих диодов (см табл. 1.1) т столь малые токи смешения рис. 4.40 показана разумно я схема. Как и прежде, напря' ':кпнденсаторе повторяет входное на интервале его увеличения ная схема ИС, заряжает конден оба диода, а выходное напра:-~Фемы ИС, не оказывает на этот никакого влияния.
Когда значе,' ' Много напряжения становится ';,пикового. ИС, переходит в режим . а ИС, подлерживаег напря Ай,-тйчке Х равным напряжению на оре и полностью устраняет :Ъ.')»иоде Д. Небольгпой ток утечки '3»(г 'протекае через резистор 7»» ' ет на нем пренебрежимо малое напряженна Безусловно, оба ОУ онметь очень малые»оки смешеохо остановить свой выбор н . "'а ОРА111В, в котором высокая ((7,„= 250 мкВ, максимальное У сочегается с небольшим вход ком (1 пА, максимальное значеа схема является аналогом схемы т.используемом для высокоомных "осигнальных измерений им, что входные ОУ в рассмотсхемах пиковых детекторов большую часть времени нахолятся в режиме отрицательного насыщения и выходят из него, только прн условии, что уровень сигнала на входе превысил пиковое напряжение, сохраненное конденсатором Однако, судя по схеме активного выпрямителя (разд.
4.10), выход из насыщения может занять существенное время (например лля схемьг типа ЬГ411 он составляет 1 — 2 мкс). В связи с этим может получиться так, что круг ваших интересов будет ограничен только операционными усилителями с высокой скоростью нарастания. Сброс пикового детектора. На практике обычно желательно тем или иным способом производить сброс выхода пикового детектора. Один из способов состоит в подключении к выходу схемы резистора, благодаря которому напряжение на выходе затухает с постоянной времени 7»С.
При этом схема «запомннает» только последние пиковые значения. Более совершенный способ состоит в подключении к конденсатору С транзисторного переключателя; выход схемы сбрасывается в нуль за счет поданного на базу короткого импульса. Как показано на рис. 4 38 к конденсатору можно подключить л-канальный полевой МОП-транзистор, в тот момент. когда потенциал затвора становится положительным, конденсатор сбрасывается в нуль. 4.16. Выборка-запомиианяе Схеме детекторного повторителя близка схема выборки-запоминания. Эти схемы ашроко расв»ространеггы в цифровых системах.
где требуе гся осуществлять преобразование аналоговых нгпгряженцн в апфровые значения, с когорымн работает компьютер. Чаще всего ароизводнтся захват и фиксапия напряжения (напряжений), само же преобразование выполняется в дальнейшем. Основными компонентами схемы выборки-эагюмннання являю гся операпнонный усилитель и переключатель на полевом транзисторе; суть схемы поясняет рис 4.41, а), ИС, это повторитель, прсдназначенныи для формирования низкоомного отображения 234 Глава 4 В д Вход +15 )†) Вьшорха -15 — 1 (†Хранение Капргжгенне на хонданса-~ тора Время — з Зоном Вход с, 0.001 мнф 1 (апенина элемент) ТОЛЕ ВЫЗЫЯ лснсзто)зс сОотвстстВ = 1ы,„„„'С' Бик спада большим зистора 7 образует в С фильтр кокдснсато тогда высо искажаться Вхолного сигнала Транзистор Т, пропускает сигнал ВО в)зсмя нвыборкиа и блокирует сто грохожление в мамонт изапоминанияи Конденсатор С запоминает сю— нал таким.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
