Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 43
Текст из файла (страница 43)
схемы конвертора отрицательной емкости, изображенной на рис. 21,5 а; входпая '.- емкость может быть найдена по формуле д) С =-Се-,, а для схемы конвертора положительнои емкости, изображенной на рис. 21.5 6„— по формуле Так, например, при И, жйх для схемы конвертора (21.5 а~ получаем С„,= — Сл, т. е, емкость на входе конвертора изменяет знак, не излзеняя значения. Другой тип конверторов сопротивления можно создать па базе источников ., 1 тока, управляемых током. Простейшим устройством такого типа является бипо- .;:: лярный транзистор. В соответствии со схемой такого конвертора (рис.
21.26):::! нагрузка должна подключаться параллельно управляемому источнику тока. Упрошшшая схема такого конвертора приведена на рис. 21.ба. Так как нагрузка У„ вклточена в эмиттер, то эта схема является эмиттерным повторителем напряжения„ схема замещения которого приведена на рис. 21.6 6. Уравнения для схемы замещения рис. 21 б 6 имеют вид: ((, = (У,, Ут = з", + У~ В =' 1, (1 + В). Из этих уравнений получаем входное сопротивление эмитгерного повторителя с нагрузкой; й.„ж,'-,' =",,'(1+ В) =хе(1+ В).
(21.13) а) вх Рис т! Э Схема коивертора отрииательиоя емкости (а1 и лоложительиой емкости (о) 220 Лелчня 2!. Активные преобразователи сопротивлений Таким образом, эмиттерпый а) б) 1 повторитель является конверта- 1 ), 2 ,: - ром сопротивления с коэффициентом конверсии у= 1+В. Основным ° недостатком такого конвертора Ял,)ЙУа 1 ~) ~1)в является неуправляемый коэффициент конверсии .
*Л,. Реализация ннверторов сопро;;".'тявления на управляемых источпиках. При построении инверто':ров сопротивления на источниках тока, управляемых напряжением, ':;:- используются уравнения (21.9). Схема инвертора на управляемых источниках тока ;-:;з-.приведена на рис. 21.7 а. Источники тока, управляемые напряжением, можно по- :" строить на операционных усилителях нли полевых транзисторах.
Прп использова- !.: нии полевых транзисторов с управляющим р-и-переходом ток стока определяется ::,,;..напряжением на затворе, а ток затвора ничтожно мал. В результате полевои '-';:. ' транзистор можно использовать как источник тока„управляемый напряжением на затворе, для которого г,=Ли„ Схема ннвертора сопротивления, построенная на полевых транзисторах, при- '.:;, .:ведена на рис. 21.7 6. В этой схеме два полевых транзистора включены встречно- параллельно и работают на общую нагрузку У, Инвертор сопротивления, выполненный на источниках напряжения„управляемых током, приведен на рис. 21.8и. В этой схеме два источника напряжения, 1т~! ' 'которые управляются током, включены встречно-последовательно. Оба управляе- !,', 'мых исто шика могут иметь общую землю, как показано штриховой линией. ;::,„: В качестве источника напряжения, управляемое о током, можно использовать схему на ОУ, приведенную на рис.
21.8 б. Сопргпивление прямой передачи такого источника имеет значение н.„, т. е Рнс. 2!.6. Упрогленная схема хонвертора сопротивления на амиттерпом повторителе 1а) и его схема Заменхсния 16) б),ж),2,, б) иа 1 Рис.2)л. струхсурная схема ннвсртора на истов~илах тоха, улравяяемых напряженнем (а) и схема инвсртора на полевых транзисторах (6) 221 Раздел 4. Линейные злект оиные устройства а) Рне. 21 8. Стоуктурная схема нивертора сопротивлений на источниках напряженна, управляемых током (а), и источник напряжений, управляемый током, на операционном усилителе бй Устойчивость активных преобразователей сопротивлений. Несмотря на явные достоинства активных преобразователей сопротивлений, они имеют и существенные недостатки, одним из которых является их потенциальная неустойчивость, Электрическая цепь называется устойчивой, если в ней отсутствуют неограниченно нарастающие свободные составляющие напряжения или тока реакции.
Так' и как свободная составляющая реакции представляет собой импульсную характерис-"., .' тику цепи„то при неограниченном нарастании импульсной характеристики " с увеличением времени цепь будет неустойчивой. Если же импульсная характери- . х стика цепи стремится к нулю при увеличении времени, то цепь будет устойчивой.";;"' Если устойчивую цепь вывести из состояния равновесия при помощи импульсного;.:!'-: возмущения, то она вернется в исходное состояние.
Неустойчивая цепь после импульсное о возмущения в исходное состояние не вернется. Для обеспечения затухания импульсной реакции цепи необходимо и достаточ-::;:: ' но выполнить условие устойчивости, согласно которому все вещественные полян '!,:; у сы и вещественные части комплексных полюсов входного сопротивления должны быть отрицательными, т. е должны лежать в левой полуплоскости комплексной "'!; переменной ржс+уоу. Если хотя бы один полюс окажется в правой полуплоскости, то соответствующее слагаемое импульсной реакции будет неограниченно расти и.':::,", цепь будет неустойчивой.
Например, конвертор сопротивления будет неустойчивым, если его входное',::::, сопротивление имеет отрицательную вещественную часть. Конвертор положитель-; '::: ного сопротивления при К„<1 имеет входное сопротивление с положительной вещественной частью н, следовательно, будет устойчивым. Конвертор отрицатель-,,:.!;. ного сопротивления потенциально неустойчив, так как при К,>1 входное сопро-'...!.,:; тивление может иметь отрицательную вещественную часть. Если входные зажимы такого конвертора замкнуть накоротко, то он будет устойчивым, так как при:'':.':, 'й напряжении К = О управляемый исгочник безлействует. Поэтому конвертора, содержащий источники напряжения, управляемые напряжением, устойчив при.;:;::; коротком замыкании зажимов. Лекция 2Д Активные в образователн ссп отнвленнй Конверторы проводимости, выполненные по схеме рис.
2Е2 б, являются потенциально неустойчивыми при К,>0. Если входные зажимы такого конвертора :.разомкнуть, то он будет устойчивым, так как при токе 1,=0 управляемый нсточняк тока бездействует. Поэтому конверторы, содержащие источник тока, управляемый током, устой:;зивы при холостом ходе. При нарушении устойчивости конвертора на входных '~зажимах появляются самопроизвольные скачки нли возникают автоколебания.
Все сказанное об устойчивости конверторов в равной мере относится и ~:чусгойчивости инверторов. Инверторы положительных сопротивлений н прово;:-~ямостей потенциально усройчивы. Их неустойчивость может возникать только ! Ьз-за наличия паразитных неучитываемых параметров управляемых источников. ::.Ивверторы отрицательных сопротивлений и проводимостей потенциально не:::устойчивы.
Если вещественная часть входного сопротивления нли проводимости , лрннимаег отрицательное значение, то в цепи могуг возникнуть автоколебания ' Млн триггерные эффекты. Таблица 21! Гираторные схемы индуктивиостей Зввввввв вврваввров Е--Д" С Ь,=Л',С, Ьв =- вв,' Св С. =Л,'.Св ( 1 л,2 и'в л=л,,=л, 223 Рлздгз 4.
Линейные злект нные с ойсгва Применение преобразователей сопротивлений. Активные преобразоватещ сопротивлений находят широкое применение в активных фильтрах„различию' корректируюгдих устройствах, при создании селективных усилителей и гецератс,' ров и во многих других случаях. Так, например, гираторы используются в микросхемах безындуктивцых поло': совых усилителей промежуточной частоты, таких как КФ548ХА1. Эга микросхь:. ма. выполненная по планарно-зпитаксиальпой технологии, содержит гираторвьщ, фильтр. который выполняет функции нерегулируемого селективного усплеляя".
сигналов с частотой 465 кГц и подавления сигналов за пределами полосы пролуе-': капия. Поскольку основные применения гираторов сволятся к созданию зквивзлея' тов ипдуктивности, то в табл. 21.1 приведены различные варианты гираторльп;: схем замещения соединений ипдуктивностей. Лекция 22.
Дифференцирующие и интегрирующие устройства Назначение и виды днфферелцируюших и интегрирующих устройств. Дкф:.~': ферепцируюшим устройством (ДУ) называют такое устроиство, сигнал на выходе::,';', которого пропорционален производной от входного сигнала, т е. ~де т,. — коэффициент пропорциональности. имеющий размерность времени. Простейшее длфференияруюл1ге )жтлройстео может быть выполнено иа коя( ь депса~оре или катушке иидуктивпости.
Для конденсатора, имеющего емкость С;:,:.;:» напряжение и ток связаны соотношением (рис. 22.1 л): глй) = С ' ";*(ц, (222).", т. е. ток в цепи пропорционален пронзводнои от входного напряжения. Однако непосредственно использовать зту схему нельзя, так как в ней отсут-',;", ствует злсмент, с которого можно снять выходной сигнал, пропорциональный ток) ( (1). Для ~ ого чтобы получить выходной сигнал в виде напряжения, последователь..., по с конденсатором включаю-.
резистор с сопротивлением Я„,. т. е. переходят к схеме ". последовательного соединения емкости С, и датчика тока с сопротйвлепием кж как "::,; показано па рис. 2?.1 б, Введение сопротивления Я, преврагцает эту цепь в квази-';;::!» дифференцирукзшую, так как теперь напряжение и„(г) 'и,(з). Денствительпо, дяя ':, схемы, привеленной ца рпс. 21.1 б, можно записать, что и,„,=.Щ,=В,С,.,~, (и„„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
