Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Кроме перечисленных иногда приводятся дополнительные параметры перемно- штелей: скорость нарастания выходного напряжения, фазовый сдвиг при изменении .:,-.:: аьастоты входных сигналов, входное сопротивление и выходное сопротивление. 4:- Погрешность перемножения является результирующеи и зависит от всех час- !~::"тхямх погрешностей: погрешности, вызванной смещением нулевого уровня; поЁ+ трешности пролезания сипилов (У, и (Ух; нелинейности характеристики перемно- 1::-;::.; Мания и погрешности масштабирующего козффипиепта Ка Напряжение смещения ,'..;:::.нудевого уровня, приводимое в справочных данных, указывает максимальное зна- чение напряжения смещения при условии, что входы Х и 1' соединены с общим ,-;:" -выводом источника питания ((У,м(Ух=О) без внешней подстройки.
С помощью Рспдел2. Аналоговые иптсг альиые микросхемы внешней подстройки смещение можно снизить до нулевого значения, однако с изменением температуры оно будет изменяться. Масштабирующий коэффициент К„предо-~авляет собой статический параметр и в большинстве перемножителей его значение принято равным 0„1 В '. Однако в ряде случаев применяются масштабирующие коэффициенты, отличные от этого значения.:; В некоторых случаях имеется даже возможность подстройки масштабирующего коэф-: фициента. Погрешность масштабирующего коэффициента может быть сведена .' к нулю подстройкой в какой-либо точке диапазона.
Подстроить значение масштабирующего коэффициента во всем диапазоне невозможно из-за нелинейности. Погреллюсть нелинейности не поддается уменьшению. Обычно ее оценивают " по максимальному отклонению от среднего значения масштабирующего коэффи-,.~ циента Погрешность, связанная с прямым прохождением сигнала, состоит из двух:.' частей -- линейной и нелинейной. Линейная часть является произведением напря-,. жения на силшльном входе и напряжения смещения нуля. Ее можно скомпенсиро- '; вать до нуля введением равного по значению и противоположного по знаку на.
';, пряжения коррекции на подстраиваемом входе. Нелинейная часть обусловлена: нелинейностью схемы перемпожителя и ее нельзя убрать подстройкой смещения.:. Динамика перемножителя характеризуется полосой пропускания по уровню 0,7 при малом сигнале (т. е. по уменьшению коэффициента передачи на ЗдБ).:;:;: Понятие кмалыйв сигнал означает, что уровень выходного сигнала не превышает;,. 10% от максимального значения выходного напряжения. Полоса пропускания су- '. щественным образом зависит от сопротивлений нагрузки перемножителя. В связи',' с этим перемножители, которые предназначены для работы в широкой полосе":. частот, имеют открытый коллекторный выход, к которому подключается внешнее,.:: сопротивление нагрузки.
Так, например, юзя перемножителя МС!495 при сопро. ' .гивлеиии нагрузки 11 кОм полоса пропускания равна 3 МГц, а при сопротивления",' 500м полоса пропускания расширяется до ЗОМГц. Классификация и типы перемножителей. Перемножители напряжений можве-':;; разделить по следующим признакам: принципу действия, полосе часгот и погреш-,' ности перемножения.
По принципу действия перемножители можно разделить ва'-: три основные ~руины: логарифмические, с широтно-импульсной модуляцией и с., переменной крутизной. Первые два типа промышленностью не выпускаются Имеются только базовые узлы логарифматоров и широтно-импульсных модулято .'~ ров, однако законченных перемножителей нет. Серийно выпускаются только лс,:.
ремпожители па принципе управления крутизной дифференциального каскада,:.-, рассмотренные выше По погрешности перемножения выпускаемые перемножители можно разде-';,': лить на группы малой, средней и высокой точности. Перемножители малой точ:;.'„, ности являются самыми простыми -- они не содержат входного логарифматорад;:!, выходного ОУ. Обычно такие перемножителп называют балансными модулятора'" ь)жм:Вспользуют для преобразования частоты сигналов. Погрешность балаисяцх:: ;:„".
„'йхрдузляторов:обычшэ не нормируется. такие перемножители имеют открытьв1;,! ,э:::,":-:Й!)~торй1)!к выхвд',, который допускает подкшочение резистивной или индуктвв", тЦф ~Й~~~ФФр)а~фимер;:,колйбального контура). В табл. 10.1 приведены основные!~., Лекция 10 Аналоговые аеремножигели нап яженнй Табтича ТО 1 Основные параметры микросхем балановых модуляторов Фрдппй сигнал рутпзпа пресбра пэрфпапент пе1 ф;*т' '"раметры некоторых типов балансных модуляторов, используемых в различных ~фуронных схемах: селекторах каналов, радиоприемниках, делителях и умножите'" нпсготы, частотных и фазовых детекторах.
Система обозначений допускает ис""""ьтовать для таких микросхем два варианта обозначения: группа МА —. модуля"'рьп1 амплитудные и группа ПС -- перемножители и преобразователи частоты ,;,,::- Перемножители средней точности обычно содержат входной логарифматор, ,1взГолгпоший увеличить входной сигнал до 10 В. Выходной операционный усили,"'" в пагрузочные резисторы в таких перемножителях не входят в состав микро"'«йы.
Погрешность перемножения таких перемножителей больше 1%п Перемпожители высокой точности имегот в своем составе все элементы для г11асбрсения схемы перемножения. входной логарифматор, выходной операциоп'"бусялитель и стабилизатор напряжений питания отдельных узлов микросхемы. ," 'узочиые резисторы и резисторы обратной связи операционных усилителей в ;'Вквх перемножителях выполняются с высокой точностью с помощью лазерной 'франки: Входы высокоточных перемножителей могут быть симметричными ' ' ференциапьными) или несимметричными. Погрешность перемножения в та'''. микросхемах обычно не превышает 1%.
В табл. 10.2 приведены основные :1~«р3иетры перемцожителей средней и высокой точности. Основные параметры микросхем перемпожнтелей напряжений Табапща 10 2 Ппрпаа~р 1Реппгосгь псремпсжспип, 51 НйПРХжеппс смешеппп, мВ 1 200,0 50,0 80,0 ЗО,О 2,0 2,0 1,0 йагвй ток, ихА й 10,0 ~ 10,0 псвиапыгос пхолпс =В«пега пропуска лип и -« авале, Мрп 1,0 1,0 107 дааагм 2 А1 ало~'оные интетральн~ые мяк осхемы а) ;~( кхт бт,о — ", у,,' 13' О-'-(Д4 12! ! Я( О----гд у~ ст', Ркс. !аз Условное оооакаяенке лерелогожитекя налряжелиа (а) к мо акковая схема валкая.ккя (оЭ ':,' 108 Номинальное значение масштабного коэффициента К,=О,! для всех микро-;:-.
схем, приведенных в табл. 10.2. Входное сопротивление на низкой частоте боттеес!',. 10 МОм. На рис. 10.5 приведено включение микросхемы аналогово~о перемножи-.'„..;; теля напряжении типа К525ПС2. Этот перемножитель имеет симметричные входы -~:," для си~ палов ст, и ст, Если входные си~ палы несимметричные, то друт ие вьпвдн ': входов используют тшя корректировки напряжения смешения нулевого уровня пр -:,:-," каждому из входов. Выходной ОУ также имеет вывод для подачи напряжения;. корректировки пулевого уровня (напряжения смептення).
Внутри мпкросхемы име-:.:1 ется резистор обратной связи ОУ, один вывод которого при значении К,ж0,1:~;-; нужно подключает ь к выходу ОУ (вывод 2). При необходимости изменить масштаа ~!. бирующий коэффициент последовательно с этим резистором можно включить до-:;~„, *'й полпитекьное внешнее сопротивление. Микросхема перемножителя средней точности К525ПС1 не содержит внутрен",.,.';!!' лего ОУ и нагрузочных резисторов.
Поэтому при ее использовании эти акеметтты':,:':;, подключают дополнительно. На рис. 10.б приведено типовое включеш1е микро-.":-,:. схемы К525ПС1 в качестве персмножтггеля напряткений. Кроме тото, в сосрав',", микросхемы не входят сопротивления )с, и Ям нормирутотнгге передачи по каначай((.::,!' (Г, и ст, Эти сопротивления также подключаются к выводам микросхемы в(те( шним образом, 1'рафики передаточных характеристик перемпожителей К525ПС1:.:.~ (! и К525ПС2 приведены на рис. 10.6б.
Ванду малой погрешности ттелпнейаоста::::х (около !'Х) на передаточных характеристиках отклонения от линейной завттспнса-..';", ти незаметны. Пекции 1О. Анапогопвге пе емпогкитепп пап ягкеиий 1;. иг ' -10 ' и,„мВ 10 6 4 2 0 — 2 и,.,в -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 10 -8 Рис. 10.6 Вклгечение микросхемы К525ПС! в качестве псремножнтелл напрггъениа рг1 и ее перслаточные карггктермсгюл (6) 109 Раздел 2 Аналоговые интегральные мик осхемы Применение перемпожителей. Как уже отмечалось, микросхемы перемножителей находят применение в различных электронных устройствах.
Кроме этого, они входят составной частью во многие специализированные микросхемы и узлы. Столь широкое применение ИМС перемгюжителей обусловлено прежде все~о тем, что нелинейная операция перемножения приводит к измененению спектра выходного сигнала. Так, например, если оба сигнала сг,, и 1/, гармонические, но с разной частотой оз, и оз,,, то (1О.
15) сг, = 1г„„созрел,0, 1/,.-- 1У усов(гл,1). В результате перемножения этих сигналов на выходе перемножителя образуются два сигнала, один из которых имеет суммарную, а другой --- разностную частоту о',~,ф = ~" 1у„„.1у„„~соз 1гв„-ш,) о соз(го, + ш,)1. 110.16) Амплитуды выходных сигналов одинаковы и равны К„й'„„1У„л/2. В то же время па выходе перемпожителя отсутствуют сигналы с частотами перемиожаемых сигналов. Такое преобразование двух сигналов является операцией балансной модуляции. Если же на оба входа перемножителя подать один и тот же сигнал 1У,=О',= 1у„,созш, то выходное напряжение перемножителя будет содержать постоянную составляющую и сигнал удвоенной частоты к ц2 1у„„„(г) = — т — "' (1+ сох 2озг).
110.17) Если отфильтровать постоянную составляющую„то получается схема удвоителя частоты. Кроме этих применений, перемножители можно использовать для вычисления активной и реактивной мощности, определения фазового сдвига двух напряжений, деления частоты сигналов и во многих других случаях. Некоторые из этих применений будут рассмотрены в последующих лекциях.
Лекция 11. Коммутаторы аналоговых сигналов Устройство аналоговых ключей и коммутаторов сигналов. Коммутация сигналов является распространенным методом, с помощью которого сигналы, пестуна-:,!1 ющие от нескольких источников, объединяются в определенном порядке в одной линии. После соотвествующей обработки эти сигналы при помощи другого коммутатора могут быть направлены в различные исполнительные устройства. ' .:..~"; Упорядоченный ввод и вывод сигналов осуществляется, как правило, при помощи адресации источников и приемников сигналов, а также связанных с передачей 110 Лееечвв 1й Коммутвто ы аналоговых сигналов :-',еяп1алов коммутаторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
