hhis7 (558073), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Третье нежела1едьное свойство, присущее фильтрам на переключаемых конденса1 орах, связано с типичным снижением динамическо1о диапазона сигнала 1возрассание уровни «шумам), вследствие неполного Тап1еппя ивжекшщ заряда МО11-ключа 1см ра щ 1 121 В гпповои ИС фнльсрс динамический диапазон тхк:завянет 81П 90 „Б Как Б для любой,зинейной схемы фильтрам на переключаемых конденса1орах 1и их аналгчам на трех ОУ' присущи характерные ошибки усили1ельных схем. а именно выходное напряжение смешения н низкочастотный тдум с харак1ернстнкой вила 1: 'йто может тыь проб емой. если. например.
нежелательно прн подаче на фнлыр нижних частот сигнала низко1о 360 Глава 5 АИ1яиеые фильтры е 1ейе1йперы зо! зь а», 1 1 ) '1 — з 5«од Фи. со«вой 1с1 ыл ивов 1ОГ« ао( и ем 1ОГ 1 х 1О о 1ООГ« о О,1 1О ОО 1. частота гд уровня получать ошибки в виде колебания среднего значения его постоянной составляющей. Прекрасное решение предложи. ли умные головы фирмы 1лпеаг Тес)спо1О8у. которые придумали - ИС (.ТС! 062— «фильтр нижних частот с точным значением постоянной состааляюшейв (или МЛХ280 с улучшенным напряжением смешения) На рис.
5.22 показан способ ее акзпочения. Основная идея состоит а 1ом. чтобы вывести фильтр из пути прохождения постоянной составляющей, пропуская низкочастотные компоненты сигнала на выход через пассивную пенес сам жс фильтр захватывает только более высокочастотные компоненты сигнала. где он заваливает характеристику, шунтируя си1-- нал на землю. В результате этого ошибка в постоянной состааляюшей равна нулю. а характерныи ш1я переключаемых конденсаторов шум присутстауег только и непосредственной близости ат часта.сы среза (рис 5.28).
Фиды ры на переключаемых конденсаторах широко предлшают такие фирмыизготонители как АМ1-С1оп10. Ехас, 1(аг1О- па! н ЕХ)С-Вегссоп Как праамло мажн1 распалагась часта су среза филгнра (или центр паласы прапускания) в любом мж- ГЕ Днадаэаиа ие1а«с: ПОС1ОЯПНОГа 1ОКа да нескольких деся1каа кнлогерп с помощью выбора определенного значения тактовой чассоты. Сама хараксеристическай частоса получается путем зслеиия значения зак1оиой частоты на фиксированное число, обычно ? „,„50 шсн Г й„100 Бссльппгистао НС на переключаемых конденса.сарах предназначено для построения филыроа нижних частот, полосоаых мли и .;.
--: '. ис ьгсйг «Ой йсогсйййсй СОС1айй«1О1йй-' Х1,. режекторных (полс1снозаграж?1аюцц! хотя некоторые из иих (например. )1, 3529) спроектироааны как филыры них часто1. Следует огметн1ь. что ск ное прохожление .тактового сигма за и фек.г дискретизации формы выходка,, сш нала (на час1О1е так1оаога колеб являются особенно надое.щиаыми и й)~Ф с.1елней1 стучае. Иасксэльку амн цапал~::; и полосу прод)акация ГЕНЕРА ГОРЬ3 ~,521 5Л2. Введение Неогъемлемои частью почти люГв)1П;,; лектрониога усграйстаа яаляеюя сеиеР.'-";" сОр 1-армОнических или каких-лнОО лру)И1-,;.х коз ебагщй. Кроме очеаилных с'1чаей аа 1амомиых генера1ороа (а имени, .
еяер". горы смиусаидальных сигналов. 1енера ры каких-либо функций. имггульспые ™': ):1источник регулярных колебаний и любом периодически дейизмери сельном приборе, в ус1- . инициируюших измерения или еские процессы. и вообще а "'1трмборе, работа которого смазана ческими состояниями или псими колебаниями. Они ирису.»- ' 5)рактичсски везде.
Так,например, вары колебании специальной фор'асдмзуюзся в цифровых мультимелографах, радиоприемниках "чсгюбам периферийном устройстве апители на магнит ной ленте или х дисках. устройство печати, оспифроиой терминал), почти в роном приборе (счетчики, тайзькулятары и л1обыс приборы тным атображениемв) и иа е других устрайс 1.в, слишком Киных, пабы их злесь перечисйства без генера?ора либо ао ",цйа что ие способно, либо предиа"ддя подключения к другом) (кадрее всего содержи.г генератор) преувеличением сказать, что 1с являются таким же иеабходн йсгвом а электронике, как ре1 у источник питания постоянного ости 1 г конкре1нога приме ра1ар мажет исгдыьгоааться источник ре1 ) парных импуль '"'4ы» в цифровой сис.семе), сл не1 1 ,,')татребоаа1ься сс абн зьнос1 ь м .1 ач .
'например. Опорный инзераал аре,часто1амере?. ре1)лируемость ?ге 'Переда 1чика или приемника'! и 1и .Йосчь генсрирОяать колебания и то гности заданной формы (как например, генератор горизонтальной развертки осциллографа). В следующих разделах мы кратко рассмотрим наиболее популярные конструк цин генераторов — ог простых релаксапионных ЯС-1 енератароа да высокостабильных кварцевых генераторов. Мы не ставим своей целью дать полный обзор с исчерпываюспими деталями, а хо гим проста ознакомись аас с предметом, а также рассказа1ь, какие генераторы и когда применяются. 5.
13. Релаксацмониые генераторы Очень простой генератор можно получись щю? уюплвм образом: б лем заряжать конденсатор через резистор (или источник тока). а затем, когда напряжение достигне1 неказоро1о порогового значения, быстро его разрядим и начнем цикл сначала С другой стороны, зто можно сделать с гюмо1дью внешней цепи, обеспечивающей изменения полярности тока заряда прн достижении некоторо1О порогового напряжения; следааательпа, будут 1енерироааться колебания треугольнои формы, а не пилообразные. Генераторы, построенные на г1ом принпипе, известны под названием 1 релаксационные 1енераторый Онн просты и недороги и гри умелом проекгироаанмм матус обеспечивазь удай.
летаоригельную стабильность па чассосе. Раньше дзя создания релаксапнанных генера1.оров применялись уссрайства с осри1засельным сопротивлением. такие. как одноперсходныс транзисторы или неоновые лампы. теперь прелпочи. ага1 ОУ или 562 Глава 5 ,,~ж Р веи иуми Рне м .~ В~ МФ при 740 бнход я Вход ,,одесяоя 'Кмап-инверторы*' (ваеяде~и является ЧВ ИС 7аигад, напряяс мтвя я ВВ' г зза. специальные интегральные схемы таймеров. На рис. 5.29 показан классический релаксацнанный ЯС-генератор.
Работает он просто: допустим, что прн начальном включении питания вьгходной ситнин ОУ выходит на положительное насьпление (каким образом эта произойдет- неважно). Конденсатор начинает заряжаться до напряжения Н, с постоянной времени. равной ЯС Когда напряжение на конденсаторе достигнет половины напряжения источника питания. ОУ переключается в состояние отрицательного насыщения (он включен как ~риттер ((!митта) и конденсатор начинает разряжаться до с7 с еой же самой постоянной времени. Этот цикл повторяется бесконечно. с периодам 2.2 ЯС, который не зависит о. напряжения ис гочника питания Выберем ОУ с КМОП выходным каскадом (см равд 4.11 н 4.12).
поскольку насьппсннс ета выходных сигналов цроисхолнт точно на уровне 'е пряження питания. Биполярный ОУ т е вь:и ЕМ !0 также имеет максимальный удв,,'.1 ный перепал выходного нацряженяя двсеяо.. в отличие от КМОП. ОУ позволяет ф вя, Н',.';;. цнониравать при полном напряжен ."ф + 15 В. алнако он имеет еораздо боз низкую частоту ~', (0.1 МГц). Энреиненве 5 Х 3Гоквните, ято о~от период 1кеай(й верно. Применяя лля заряла конленсатара зф;„ точннки тока, можно получить калеба" 'яол хорошей гроув альной формы Прив()4 удачной схемы, используюшей этот ваер год, приведен в равд.
4.29. Иногда необходим генератор с о низким уровнем шума (так называ ннизкий внепаласный шумя). В етом' ', ношении хороша простая схема. пока ная на рис. 5.30. В ней используется па ', КМОП-инверторов (в виле цифровых л, тических схем. которые будут падр рассматриваться в гл. 8 — 11). соединен((4( которых между собой образует нек е рую разновидность )1С релаксацнонв генератора с выходным сигналом в вид~": прямоугольного колебания. Реальные в)(вв', мерения.
приведенные для :пай схех(В~~ работающей на частоте 100 кГц, показяе~'" лн, что глотпость мошности шума в бл((!т жайшей боковой полосе (моецнас-ть яа' корень квадратный из гери, нзмереннаяБ~-:„„ 100 Гп смешения от генерируемой часта('-;;, евл), ниже по крайней мере на 85 дБ уров,' ня ся:нависло колебания. Ива~да встрФ-",::;с '"'~ррщлогичная схема, но прн пере. ами элементов тст и С. Хотя это Пдиый генератор, но он имеет умленный выхолной сигнал " хваленная на рнс. 5.31 схема нме' 'уродее низкий уровень шума и, кро":" Имеется возможность модулиро'"'рдную частоту с помощью внеш, прикладываемого к базе гран Я'.. В этой схеме транзистор Т, уст как интегратор, выраба"(свецвоем коллекторе сигнал асим" треугольной формы. Сами же работают а качестве неинаеро компаратора, изменяя поляруждеиия на базе каждые пол '.
Эта схема имеет плотность шу- ргБ) 'Гц, измеренную на частоте "яйиешения от несущего колебания ': и — 100 дБ, ~Гц. измеренную нии 300 Гц. Хотя зни схемы в отношении уровня боковогенерируемая частота имеев '-чувствительность к колебаниям Активные фильтры и генераторы ЗВЗ напряжения источника питания, чем дру- 7 НЕ РаССМОтРЕННЫЕ В зтай ГпаВЕ ГЕНЕРата- ры. 5.14. Классическая ИС таймера — 555 Сяедуюший уровень сложности предполагает использование в качестве релаксационных генераторов ИС таймеров илн ИС генераторов колебаний специальной формы.
Наиболее популярная ИС таймера-.эта схема 555 (и ее разновидности). Работа этой ИС часто толкуется неверно, поэтому мы ладим анализ ее работы прямо по изображенной на рнс 5.32 эквивалентной схеме. Некоторые обозначения на ней относятся к области цифровой техники (гл. 8 н слелуюшие), поэтому вы пока еше не станете экспертом по ИС 555. Но принцип действия этого таймера достаточно прост.
При подаче сигнала на вход ТРИГГЕР выходной сигнал переключается на ВЫСОКИЙ уровень (около Ь'кк) и остаемся в этом состоянии до тех пор, П '.тпреяпеннев тквияед ':; сид нмг 304 Глина 5 Активные Фильтры н генеРвтары Звп когда выходной сигнал имеет ВЫС . уровень, транзистор разряла Тз за ', и конденсатор начинает заряжать, ... 10 В через резисторы /44+ /с Ксг1 напряжение достигнет 243Гкь, пер *ае Я вход ПОРОГ и вь1ходной яГ-'-'К переходиз в состояние НИЗКОГО уре- одновременно происходит отпирр-:т транзистора Т,, разряжакзшего коид тор С' на землю через рсзис1 ор /1 переходит в периодический режим гы, и напряжение на конденсаторе,СТ леблется между значениями 1,'3(/к„';-' 2/ЗЬ',4,4 с периодом Т= О,б93 И, + 2йс В этом случае с выхола схемы о снимается колебание прямоугольной' ' ьЗОП вЂ” — Мзтяв Зпктп 1'то Оо 4 Унржкненне 5.8.
Покажите, .по пери~ п кыз ве зависит ст напряжения им ояника пиззния. -' Схема 555 прелставляет собой до ио приличный генератор со стабилзт стью около 1%. Она может работа ' единственного источника питания жением о1 4(.5 до !6 В, сохраняя ста '" ную частоту при изменениях напряж"к источника питания. поско 1ьк) пороги: ляг за флуктуапиями ли1ания. Схему- можно применять также 'зя фор "" вания олиночных импульсов проков ной длительности н еще для многих:, Макси мазьныи 413„:.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
