hhis6 (558072), страница 6
Текст из файла (страница 6)
хс*юрые рассчитаны на идешгьные «арах- х: ш' гз -' Врем после воздано'аил имгульсад Раг 440 Дизлехтричесхое пош ошенис и хоааесапграх модель. (-зафихсироаанные юменення шы ггехотс рыл лизлахтрихоа по фарменнои документа пии Нумм 5начаь Н597'.61 Обрнкнаи связь н оверианоинме уевнителн 237 ~22 10кОм 17 27 '17хл 10 кпм 1Ъ 0 ИС, еых 0 Х Яз !;::": 10 к0м -сулу ~хх 12т И1'2 3100 еграторы хо12 выход Инто па*:о теристики «онпенсаторов Если, налримср. к схеме выборки-запоминания полкзпочепл сыма ан зо. опифрового преобразования, то дишектрическое пошюшеиис может привести к узкасаюшим резулг татам В по.юбиых случаях конденсаторы ну~кно выбирать как можно ппатсльией (с зюй точки зрения наилучшим дизаектриком ввляегся тефлону, лишний раз подвергая свои выбор сомнению В особых слу чаях можно прибегнул и к «омпенсазшонным схемам в которых влияние дизяектрического поглонгения конденсатора злектрически устраишот с помопгью тшательно настроенных яС-пеночек таков полхол используется в некоторых высококачественных моду лях выборки-запоминания, производимых фирмой Нуйа Зузгегпз.
4.17. Активньзй ограничитель Нн рис. 4.43 показан активный ограничитель, который представляет собой один из вариантов схемы, рассмотренной в гл Для показанных на схеме величин компонентов напряжение на входе, отвечающее условию Г,„< ф 10 В, приводит выход ОУ в состояние насыщения, и выполняет.- ся условие 12',„„= 11 . Когда напряжение (1ы превышает 10 В, диод замыкает цепь обратной связи и фиксирует на выходе значение 10 В.
В этой схеме конечная скорость нарастания ОУ является причи- ной появления небольших искажеййон!,"; (выбросов) в выходном сигнале, котор возникают в тот момент, когда входгто -'1 напряжение в процессе нарастания дос ,:-" тает значения напряжения фиксации (рй "".,,; 4.44). 4.18.
Схема выделения модули абсолютного значения свгняла Схема, показанная на рис. 4.45, позвоззйей11 получать на выходе положительна~„, напряжение, равное абсолютной величя(),"4 входного сигнала: она пРедставлает собо(12 двухполупериодный выпрямитель. обычно, операционные усилители с пеннер) обратной связи устраняют влияние падь' ний напряжения на диодах, характерищ',' для пассивного выпрямителя Упрвиаввве 4зк Обьясвиге, как работаю сх показанная на рис. 445 подсказка спал:ш вл вх'" нужно подать положвтсльное нвпршкение и пссидй., реть. что булс, а затем с грипатсльное нспряже На рис. 4.46 показана еще олна схе "' определения абсолютного значения 0(й(з представляет собой сочетание вспомогй~;: тельного инвертора (ИС, ) и активно";,.
ограничителя (ИС, ). При положитсльньйй уровнях входного напряжения огранвч((', тель не влияе г на работу схемы. сто выхй' ".; находится н насыщении. н в резустътатй;,. ИС, работает как инвертор с единичный) коэффициентом усиления. Таким обрй,'( ЗОМ, ВЫХОДНОЕ НаПРЯжЕНИЕ ПО абеснтштЯД,'-хе Ряс. 44' Активами лв мюл пе юль ййю равно входному. При отри уровнях входного напряжения бль поддерживает в точке Х , равное потенпиалу земли.
и ' ИС, работает как инвертор м коэффициентом усиления разом, выходное напряжение гной величине входного Если ИС2 запитывается от "'" бго источника положительного "'й(йя, то отпадают проблемы, сваей(уыечной скоростью нарастания ййанряукение па выходе ограиичияется литль в пределах налепив на диоле Отметим по от А'з высокая точность не тре- ове операционных усилителей ейтронть почти илеальныс инте~ра Ргф(а 'которьш не распространяется ограничение 12,„„гт 1,'„. На рис.
4.47 показана такая схема. Вхолной ток 1)„„,')т протекает через конденсатор С. В связи с тем что инвертирующий вход имеет потенпиальное заземление, выходное напряжение определяется следующим образом. 12'„,'уг = — С(гХ1,)г(1) или (2,„„= 1 =. †-) Бюсту 4 сопяг. Безусловно, вход- )тС ным сигналом может быль и ток, в этом случае резистор тх не нужен. Представленной здесь схеме присущ один недостаток, связанный с тем, что выходное напряжение имеет тенденцию к дрейфу, обусловленному сдвигами ОУ и током смещения (обратной связи по постоянному току, которая нарушает правило 3 из разд. 4.08, здесь нет). Это нежелательное явление можно ослабить, если использовать ОУ на полевых транзисторах, отрегулировать входное напряжение сдвига ОУ и выбрать болыпие величины для Л и С.
Кроме того. на практике часто прибегают к периодическому сбросу н нуль интегратора с помощью подключенного к конденсатору переключателя (обычно на полевом транзисторе), поэтому играет роль только кратковременный дрейф. В качестве примера рассмотрим интегратор, и котором использован ОУ на полевых транзисторах типа ЕГ411 (ток смешения составляет 25 пА), настроенный на нуль (нацряженые сдвша составляет нс более 0,2 мВ). Резистор и конденсатор выбраны таю )т = = 10 МОм и С = 10мкФ: для такой схемы дрейф не превышает 0,005 В за 1000 с. Если остаточный дрейф по-прежнему слипжом велик для конхретного случая использования интегратора.
то к коыденса юру С следует полхлючить больпюв резисто1'. Я кото(зыи обеспечит стабиль. нос смрщепнс за счет обратной связи ио постоянному току. Такое полк чоченис приведет к ослабленину интегрирующих свойств на очень низкой частоте : 12')трС На рис 4 48 показаны интеграторы, в которых использованы переклютчатслн для сброса на полевых транзисторах и резисгор стабилзгзаптш смешения В схемах такого типа может потребоват ься резистор обратной связи с очень большим сопротивлением На рис 4.49 пока- «15Л сброс Х Спрос т|э е~ ~н 914 бл1 «О) пс Ыыхох вопр Рнс Каз Интеграторы пе осноее Оу с пере«пояптепяпн Ппя сброса д, Ю пап 0,0" зан прием, с помощью которого большое эффективное значение сопротивления обратной связи создается за счет резисторов с относительно небольшими сопротивлениями Представленная цепь обратной связи работает как один резистор с сопротивлением !О МОм в стандартной схеме инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления по напряжению, равным — 100.
Достоинство этой схемы состоит в том, что она позволяет использовать удобные сопротивления резисторов ы не создает опасности из-за влияния паразиткой емкости, которую все1 да нужно учитывать пры работе с больишмы резисторами. Отметим, по в схеме идеального преобразователя тока в напряжение (разд. 4.09) описаыный выаю пркем может привести к увеличению эффек ~ квного входею1 ~ напряжения сдвига Например, еслы схема, аоказаныая ыа ркс. 4.49. аолклточена к источнику с больитым ымасхтаисом (скажем ка вход титстуааеток т фотееднсша ы вх пион резне,*ор оаугиеы).
то выходыок «двш буде| н 100 раз ар«вмазать ( с,е Вс ты н сои же схем« есть резистор абрахами связи величнион 10 МОм то выходное напряж«ыие равно Нс „(слвшам. обусловлеыпым входкым током, можио пренебречь Схемвая комп«веяния утоп«и волевое-о транзистора. Рассмотрим шхтех ра бк ор с иереключателем нп посевом транзистор« (рве.
448« Ток утечки перехода сток иссох прот«касс ч«рез сзммируютшкй переход лаже в ~ ом случае, ко~ за полевок транзистор находится в состоящие ВЫКЛ Эта ошибка может быть преобля( лающей в интеграторе в случае использы1) вания операционного усилителя с оче малым входным током и конденсат с небольшой утечкой. Например, восходный «электрометрический» ОУ па АП549 со входами на полевых тр эисторах обладает входным током чиной 0,06 пА (максимум), а высоко чественный металлизироваыный тефлона" вый или полистироловый конденсата(22 емко«1 ью 0,01 мкФ обладает сопротквлф'' нием утечки величиной 10« МОм (мквый' мум). При таких условиях интегратор, учета схемы сброса, поддерживает ка сук«.', мврующем переходе прямой ток в«лип~', ной ниже 1 аА (для худшего случая, ког4:, выходной «игнат составные~ 10 В двойной",. амплитуды).
что соответствуе~ велкчвве.";х изменения Л/ т)х па выходе, равной) ".00 но«п Юы капе )о. Для сравнения посмотрите, чеутечка такого популярного истора, как например 2Х4351 ,.обогащения). При (1„, „„=-0 В максимальныи ток вен 10 нА. Иными словами левого транзистора в 10000 раз утечка всех остальных элема вместе ';4.50 показано интересное схем кке, Оба п-канальных МОП- 2)в перектыочаются вместе, од стор Т, переключается тогда, ' ряжение на затворе равно нулю .
й)))Х при этом в состоянии ВЫКЛ е на затворе равно нулю) утеч (а также утечка перехода ак) поляостью исключается В -ВКЛ кокдепсатор, как и ареж ется, ыо пры удвоенном Я янин ВЫКЛ неболыаой ток утеч исгора 1 через резистор Я, ст« ыемлю, создавая пренебрежимо ение напряжения Через суммн )переход ток утечки не протекает. Лк.истоку стоку к подложке траып2т )прн:южеыо одно ы юже напра .арканите эту схему со схемои пи- «агат«ягора с нупевоы у течкоы.
арина рис 4.40 Обкатиап связь н пперпввпвньхе успев«тапи 239 4.20. Дифференпкаторы Диффереыциаторы подобны интеграторам, в них только меняются местами резистор Я и конденсатор С (рис. 4.51). Инвертирующий вхол ОУ заземлен, поэтому изменение входного напряжения с некоторой скоростью вызывает появление тока 1 = С(т(«1„,пту), а следовательно, и выходного напряжения П,„= — ЯС х «(«1(т',„,'са). Дифференциаторы имеют стабилизированное смещение, неприятности создают обычно шумы и нестабильность работы на высоких частотах„ что связано с большим усилением ОУ и внутренними фазовыми сдвигами.
В связи с этим следует ослаблять дифференцирующие свойства схемы на некоторой максимальной частоте. Обычно для этого используют метод, который показан ыа рис. 4.52. Компоненты Я, и Ст, с помощью которых создается спад, выбирают с учетом уровня шума и ширины полосы пропускания ОУ. На высоких частотах благодаря резистору Я, н конденсатору Сх схема начинает работать как интегратор. 240 Глана 4 Оарнтнан связь н онеравлннные уевлкг«лн 241 сд РАБОТА ОУ С ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ з хсжв ВЫход Выход ! Ви1ды ! Х Прав«нано рононны кар«нонн С~ з ~Г!5 мкш Рно АХЗ Для работы операционного усилителя не требуется иметь стабилизированные источники питания -1- 15 В.
Можно использовать расщепленные источники более низкого напряжения или несиммесркчные источники (например, л- 12 В и — 3 В), которые обеспечивают полный диапазон напряжения питания (ь'х — (х' .. ), согласно спецификации ОУ (см. табл. 4.1). Часто подходящими оказываются нестабилизированные источники напряжения, так как благодаря отрицательной обратной связи обеспечивается высокое значение коэффициента ослабления влияния напряжения источника питания (для ОУ типа 411 типичным является значение 90 дБ).
Во многих случаях бывает удобно, чтобы ОУ работал от одного источника питания, например + !2 В. Это можно лелать и с обычным ОУ, создав нискусственное опорное напряжениел относительно земли, если позаботиться об обеспечении минимально необходимого питания,обеспечивающего диапазоны выходного и вход. ного синфазного напряжения. В некоторых современных операционных усилителях во входной и выходнои диапазоны входит и напряжение отрицательвога псточншса (т. е потенциал земош цри работе с олким источником питания). Для таккх ОУ возможность работы с одним источником особенно заманчива благодаря простозе Олнако имейте в виду.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
