Импульсные устройства на операционных усилителях (775185)
Текст из файла
ПРЕДИСЛОВИЕ 621.37(076) И 546 УДК: 621.374: 681.3.066Д (07 5,8) Авторы: Г.А. Двнилович, Г.В. Мвркус, Л.Н. Попов, В.Т. Фролкин Импульсные устройстве нз операционных усилителях: Учебное пособие / Г.А. Двиилович, Г.В. Мвркус, Л,Н. Попов, В.Т. Фрол- кин; Под редвкцией Г.В. Маркусе. — М.: Изд-во МАИ, 1969.— 48 с.: ил. Содержвние учебного пособия соответствует рэзделам курсов "цифровые и импульсные устройства" и "Конструирование технических средств САПР . Посооие предивзивчено для студентов специвльиостей 'Рвдиотехникв", Рэдиоэлектронные устройства" и "Конструирование и производство электронно-вычислительной вппврвтуры".
Рецензенты: А.С. Афромеев, Л.В. Шитов С Московский $ ЯВЧ 5 УОЗ5ю01 00 з авиационный институт, 1989 О В настояшем учебном пособии рвссмотрены вопросы тео- рии построения и практики использования интегральных опера- ционных усилителей (ОУ), серийно выпускаемых цромышлен- ностью, в устройствах импульсной техники. В первой части пособия (гл. 1-4) читатели знакомятся с обшими принципами современной аналоговой схемотехники,свя- занными с согласоввнием параметров интегральных полупровод- никовых приборов и использоввнием операционного усилителя в качестве основного активного компонента импульсных уст- ройств. При этом в качестве главной функции, выполняемой ОУ, рассматривается функция автоматического регулятора, Приво- дятся характеристики, основные схемы включения, типовая струхтура ОУ, рассматриваются схемотехнические принципы по- строения источников тока и интеграторов. Сведения, изложен- ные в первой части пособия, предназначены для формироввния у студентов теоретического безиса, необходимого для изучения последуюших глав, посвяшенных конкретным импульсным уст- ройством.
В гл. 5 рассматриваются схемотехнические приемы пост- роения и методы расчета генераторов линейно изменяюшегося напряжения компенсеционного типа. Изложение материала осно- вано на использовании сведений по интеграторам, приведенных в гл. 3, Это позволяет уцростять получение основных резуль- татов, Гл„6 пособия посвяшена использовению ОУ в кечестве компаратора и в устройствах сравнения напряжений регенера тинного типа с гистерезисной характеристикой при различных способах подачи входных и опорных напряжений, так называе- мых инвертируюшего, неинвеитируюшего и прецизионного триг- геров Шмитта. Приводятся расчеты пороговых напряжений пере- ключения, ширины петли гнстерезиса н влияния напряжения смешения на форму передаточной характеристик в н гл, 7 анализируется работа схем мультивибраторов, построенных на основе триггеров Шмитта в режим , в ежиме самовозбуждения н в ждущем режиме.
Приводятся расчеты ллительностн периода колебаний автоколебательных мультив б н раторов с инте грирующей и дифференцируюшей времязадающими цепоч почками, периода колебания таймера н длительностей временно устойчивого состояния соответствующих схем в ждущем режиме, расче ты времени восстановления ждущих схем н скважности генерируемых гвслульсов. Изложенный материал соответствует определенным разделам рабочих программ курсов "цифровые и импульсные устрой ства" и "Конструирование технических средств САПР", изучав мых студентами дневной и вечерней форм ооучения радиотехнических специальностей. Авто ы выражают благодарность А,А. Егоровой за помощь в подгото ке рукописи к печати, "' 7"' ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 'с ~ - длительность импульса; - период повторения импульсов; - скважность импульсов; - постоянная временгц - частота повторения импульсов.
б Я- — предельная частота транзистора; б~,ф - коэффициенты усиления транзисторов по току в схемах с обшей базой и общим эмиттером.„ бс'г — напряжение на неиивертирующем входе ОУ б - напряжение на инвертируюшем входе ОУ; бУу - дифференциальное входное напряжение ОУ; Е~.айэ- входное синфазное напряжение ОУ; ЙДых-" хб' пРиРашение выходного напРЯжениЯ ОУ; ус' - коэффициент усиления ОУ при разомкнутой ОС; / - коэб)фипиент усиления в цепи ОС. *.б ак.ж б ,, г, Гу - напряжения верхнего и нижнего уровней ограничения ОУ; сl; - пороговое напряжение; 2у - амплитуда импульса; х,,х,;г - токи коллектора, базы, эмиттера транзистора соответственно; 4 пряжения ОУ.
Ф - максимальная скорость изменения выходного на- Глава 1. ИДЕАЛИЗИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ ОПЕРА~ИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ Об Появление в начале 60-х годов первьгх монолитных (ОУ) явилось крупным достижением схемотехники аналоговых.икте гральных микросхем.
К настоящему времени сменилось несколь- 1со поколений ОУ, Несмотря иа'то, что каждое новое поколение по своим характеристикам существенно превосходило предыду- щие, модель ОУ (его внешнее описание) оставалась неизмен- ной и концептуально чрезвьгщйно простой (намного проще, на- пример, чем модель транзистора, хотя и не следует забывать, что простота здесь достигается именно благодаря сложности внутренней струхтуры ОУ), В пршщипе, разработчику аппара- турь.', использующему ОУ, нет необходимости знать что-либо о его внутреннем устройстве, поэтому на схемах ОУ изображают условно, как показано, например, на рис. 1.1.
Несмотря на то, что часто связь операционного усилителя с обшей шиной не указывается явно (рис. 1.1,а), она всегда существует, осу- ществляясь обычно через источники питающих напряжений (рис, 1.1,б). Поэтому функционально ОУ необходимо рассматб- ривать как четырехполюсник, имеющий кроме общего вывода два входа, обозначаемых символами "+" и " ", и один выход. Вход, обозначаемый символом "+", называют прямым, а вход, обозначаемый символом "-", — инверсным.
Предполагается, что ОУ обладает бесконечно большим входным и нулевым выходным сопротивлениями, что предопре- деляет режим передачи напряжения во входных и выходных сигнальньсх цепях. На практике учитывать реальные значения гб Кх и гР~мк приходится лишь при анализе точности работы устройств на ОУ, Необходимо различать два сигнала, действующие на вхо- ды ОУ. Рис. 1. 1 Йифференцивльный сигнал определяется как разность нвпряжений Я~ . и Ы, подаваемых, соответственно, на прямой и инверсный входы ОУ,,Пифференпиальный сигнал будем обозна- четь через ~у х6, полагая ,уу~= е~ — Е~ ~ р " р р"~* значение напряжений Ы+ и й! .
Синфазный сигнал будем обозначать через Юге~,, полагая 4' = О, 5 ( Ы+ + й- ) . В частном случае при .УЕ»эО, ЯСс~эо — — Ы.„= г~ Важным свойством ОУ является то, что он реагирует првктически только на дифференциальный сигнал. Влияние сияфазного сигнала пренебрежимо мало и может рвссматриваться лишь с точки зрения оценки погрешности в работе ОУ, Устройства, обладаюшие свойством реагировать только на дифференциальный входной сигнал, называются устройстввми с дифференциальным входом или, короче, дифференциальными устройствами, Таким образом, ОУ является дифференциальным. Статическая пе едаточная ха кте истика представляюшвя собой график зависимости выходного напряжения г»», от входного дифференциального ситнела с~ г», показена иа рис.1.2,а.
Рис. 1.2 Обозначенные римскими цифрвми три херактерных участка нв графике соответствуют трем режимам работы ОУ. Участки 1 н.П соответствуют режимам ограничения входного сигнела снизу (?) и сверху (1Ц, при этом 8Щ,~х не зависит от»Е~, в равно нижнему ъ'~' или верхнемуЕ/» уровням ограничения соответственно. Учвсток Ш соответствует режиму усиления. Винцу того, что статический коэффициент усиления ОУ велик (в идеале стремится к бесконечности), херектеристика на этом учвстке пректически вертикальна, Дшщое обстоятельство затрудняет использовение статической передаточной харектерис тики для определения связи между изменениями выходного и входного сигнвлов в режиме усиления.
Ско остная херактеристика описывает связь между входным сигналом,дх~ и скоростью изменения выходного напряжеиияАИдых~а~й в режиме усиления, т е, при щ „еШ ж~7~3. Для операционного усилителя эта связь описывается функциональной зависимостью ~у~~ „,Ы~ = г ('.~я~,) типичный вид которой показан на рис. 1,2,б, Скоростная хе рактеристика позволяет определить закон изменения выходного напряжения для режима усиления ОУ в явном вице л 9) =~ ь (лы)о~И Р где Ы~», Й,~- прирашение выходного напряжения относительно ЖХ начального значения А.'у ,„ ~О,). Приведенная формуле позволяет рассматривать ОУ кек нелинейный интегратор с дифференциальным входом.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
