Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Генерагнор — микроэлектронное устройство, предназначенное для создания электриче- ских колебаний заданной формы и частоты. В зависимости от формы формируемых колебаний различают генераторы гармоничных и Релаксационных (импульсных) колебаний. В зависимости от функционального назначения генератора радиотехническими методами и микроэлектронной техникой формируют соответствующие инзегральные схемы (сьь Рис. 6,1) )снераторы могут быть сформированы не только схематическими методамн, но и с ис- 'зользованием приборов функциональной электроники. Так на диодах Ганна может быль сформирован генератор ВЧ- и СВЧ-колебаний.
Ус с~ьгптель — микроэлектронное устройство, предназначенное для усиления сигналов в заланном диапазоне час~от. раз, залипают усилители постоянного тока, высокочастотные усилители, широкополосные, ииз изкочастогные, усилители промежуточнои частоты, видеоусилители, усилители считы"ания и воспроизведения. 3т ти типы усилителей, как правило, в микроэлектронику пришли из классической радио- техники и благодаря использованию микроэлектроникой технологии стали бытовыми с низким энергопотреблением, оформленными в виде интегральных схем.
448 Часть П.Микроэлектроник Особое внимание с точки зрения идеологии микроэлектроники заслуживают днффереи циальные и операционные усилители. Они будут рассмотрены подробнее. Дел!актер — микроэлектронное устройство, служащее для преобразования электрнч свих колебал й, в реву ьтате че о из него вь|деля тся у. Ые со ав- яющие ам:1итуд но-частотных характеристик спектра сигналов. В !астотном и фазовом детекторах частотно-людулированные и фазово-модулироваины колебания преобразу!отея в амплитудно-модулированные колебания, которые затем тектирукп ся.
В этих интегральных схемах широко используются разработанные в радиотехнике схем, которые с помощью микроэлектронной технологии облечены в форму интегральных схем. Сеявктор пмп»!асов представляс! собой микроэлектронное устройство, предназначенное для выделения из множества импульсов только тех, которые обладают заданными свойст вами. Наприлзер, амплитудные селекторы выделяют только те импульсы, амплитуда которых превышает заданный уровень или порог селекции.
Может стоять и задача выделения импульсов, которые не достигают порога селекции. Схемы селекторов весьма разнообразны и выполняются по микроэлектронной технологии в виде интегральных схем. Фильтр — микроэлектронное устройство, предназиа«енное для разделения электрических колебаний различных частот. Из спектра поданных на вход электрических колебаний фильтр выделяет или пропускает на выход только колебания в заданной области частот, называемой полосой лролгекипия. Все остальные колебания фильтром подавляются.
По виду часто~ной характеристики фильтры делятся на фильтры верхних частот, пропускающие колебания с частотами выше заданной. Фильтры нижних частот пропускают колебания нс выше заданной граничной частоты, Полосовые фильтры пропускают колебания в заданном интервале частот. Режекторные или заграждающие фильтры задерживают колебания в заданной полосе частот. В радиотехнике достаточно хорошо разработаны методы расчета фильтров и их синтеза. Микро электронная технология позволяет создать фильтры в виде интегральных схем. язод»латой — микроэлектронное устройство, осуществляющее управление заданным параметром колебательного процесса в соответствии с сигналами передаваемого сооб щения.
Воздействие модулирующих сигналов на параметры модулируемых колебаний осуи!ест ествляется посредством нелинейного управляющего элемента. Различают амплитудные " е, частотные, фазовые, импульсные и другие типы модуляторов. эования »уреооразоеал!ель — — микроэлектронное устройство, предназначенное для преобраэова параметров сигналов; частоты, фазы, длительности мощности и т.
д. Особое Этн преобразования осуществляются лзетодами радиотехнической схемотехники. Ос место в этом классе приборов занимает аналого-цифровые преобразователи (АЦ АЦП) и п иоо цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) Эти устройства позволяют стыковать пр цП явля. ры, обрабатываюц!ие информацию в аналоговой и цифровой формах. ЦАП и АЦП адьных ются сугубо микроэлектронными устройствами, реализованными в виде интеграл схел!. 1Я, Аналоговые интегральные схемы 12.2.
Операционный усилитель 12.2.1. Дифференциальный усилитель Опера>!повлыи успп>тель представляет собой микроэлектронное устройство, предназначенное для усиления как постоянного тока,так и электрических колебаний. Операционный усилитель обязательно имеет внешние цепи, предназначенные для выполнения некоторых линейных и нелинейных операций. В некотором смысле операционный усилитель является элементной базой для аналоговых преобразователей.
)) основе схемы операционного усилителя лежит дифференциальный усилительный каскад Грие. !2.1). Рис. 12.1. Схема дифференциального усилителя >)ва идентичных транзистора Т, н Т> и диффузионные резисторы ГГ, и )!> формируют два транзисторных усилителя, включенных симметрично. Отношение резисторов коллекториой цепи должно быть постоянным. У'дифференциального усилителя есть два входа и два выхода Г! ри передаче на входы дифференциального усилителя одинаковых (синфазных) сигншюв напряжение на входах практически не меняется.
Разность напряжений, формируемых на входах !базах транзисторов Т, и Т ) называют г)и4ферен>тпп»аньки втоднь>л> сиглт<>м, а полусумму этих напряжений- — спн>Г>ознььи охот>ныз> сигнале ш Г>'> ~- С', 2 ))ь>ходнь>м сигналом дифференциш>ьного усилителя является напряжение между коллекторами транзисторов, идею>ьном дифференциальном усилителе дрейф выходного напряжения отсузствует, хотя в каждом из плеч он может быть сравнимо большим.
Симметрия не меняется при синфазном изменении (/; н б>>- — дифференциальный усилитель нечувствителен к син- фазному сигналу. Появление на входе дифференциального сигнала приводит к нарушению симл>етричного Режима работы усилителя. Зм »с> Часть П. Микроэлектрони„ ика Сигнал на входе диффеРенциального УсилителЯ пРопоРционален Разности входных токо ов Л(=! — (,. СннфазнаЯ составлЯющаа входного сигнала опРеделаетсЯ как часть входного тока, кг орая одинакова для каждого входа дифференциального каскада или (г !, = —. 2 Тогда )о Л! Л! (з =)„~- —.
2 Наиболее важными параметрами дифференциального усилителя являются; ц')'г козффициент усиления А;, = 2фт г(()„„,г 2ф,() ч ))) и входное сопротивление !1 „=- сг(Л!) ! где а — коэффициент перелачи тока транзистора в схеме с общей базой, )) — коэффициент передачи тока базы биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером, ! — ток в змиттерной цепи; яз — коллекторный резистор. Тепловой потенциал ег определяегся соотношением 1Т Ф = г( Дифференциальный усилитель мощности можно реализовать и на полевых транзисторах. Полевые транзисторы по сравнению с МДП-транзисторами обладают большей стабильностью характеристик и малым уровггем собственных шулюв. Схема на полевых транзисторах аналогична схеме на дифференциальном усилителе на биполярных транзисторах: подобная симметрия плеч, сохранение чувствительности Уси лителя к синфазному вхолному сигналу.
дифференциальный усилитель на полевых транзисторах имеет высокое входное сопри тивление. Это позволяет во входных цепях всегда обеспечить режим холостого хола* в котором разность потенциалов затворов полевых транзисторов совпадает с разность'о напряжений источников входных сигналов. 12.2.2.
Структурная схема операционного усилителя Операционный усилитель имеет в основе дифференциальный усилитель. и позтому способен реагировать ~олько на дифференциальный сигнал. овным Сз'Руктурная схема операционного усилителя является типовой и отвечает основ принципам микросхемотехники (рис. 12.2), Дифференциальный Усилитель является базовой структурной единицей операшю'г" нного поле усилителя. дифференциальный усилитель может быть реализован на биполярных, "о 451 72.
Аналоговые интегральные схемы вых транзисторах, а также на их сочетании при условии полной технологической и схематической совместимости. Рис. 12.2. Типовая схема операцианнсгс усилителя Дифференциальный каскад реализован на потевых транзисторах Т, и ?м входы которых условно обозначаются как инвертирующий, обозначаемый знаком "— ", и неинвертируюший или прямой, обозначаемый знаком " -". В ланном случае дифференциальный усилитель выполнен по схеме с олнофазным выходом, чтооы выходной ток обеспечивал перезарядку интегрирующей емкости С Емкость интегрирующего конденсатора Г должна быть такой, чтобы петлевой коэффициент усиления был меньше единицы. В качестве коллекторцой нагрузки дифференциального усилителя используются источни- ки тока У. Согласование дифференциального каскада и интегратора достигается при условии сохранения симметрии плеч лифференциального усилителя. С этой целью погрешность работы отражателей тока, обусловленная базовыми токами транзисторов Т„и 7'„компенсируется входным током интегратора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
