Гусев - Электроника (944138), страница 84
Текст из файла (страница 84)
При этом дополнительные источники напряжения и тока должны давать напряжение и ток соответствующей частоты, фазы и формы. Так как с помощью дополнительных генераторов получить полную идентичность сигналов трудно, в качестве КПС и КОС используются различные усилители или ПТН, ПНТ, вход которых подключают к одному участку цепи, а выход включают в тот участок, сопротивление которого хотят изменит ь. КПС уже рассмотрели ранее.
Было показано, что в схемах рнс. 5.27, а емкость С и резистор Л для входного напряжения (7,„выступают как компоненты, значения которых соответственно равны (1+К,„) С' и Я,/(1+К„„). Тем самым выполнена операция конверсии сопротивления конденсатора С, включенного в один участок схемы, в сопротивление хХ, другого участка, где х=(1+ К„„), или конверсии резистора Йз (х = 1 /(1+ К„„)). Так как конверсия осуществляется путем введения дополнительного напряжения, в К„„раз большего входного и противоположного ему по знаку, то в данном случае используется КПС по напряжению (КПСН).
Можно также реализовать КПС, в котором дополнительный сигнал вводится в форме тока — КПС по току (КПСТ). Конверторы положительного со- е противления в основном применяют для увеличения значений емкостей, резисторов или индуктивностей. .' ~* е ~ Идею работы конвертора от- . ~* .!' рицательного сопротивления рас- ("у )Ц"~ Р" " "Р" Р рис. 6.11. По существу, это ОУ, охваченный отрипательной и по- рис кы. Конвертор ртрипаЛОжнтЕЛЬНОй ОС, ОеусцЕСтВЛяЕМОй гель»ого жирок««лс»я 409 чс)эез резисторы Л.
Если ОУ свинтить илеалттзтпэтэва~тпым ЕА„,— х, А„„-:х„А,„,„=О), то сира вслливы уравнения тут = Етг; 16.47) Ег ггА- 16 48) т', =- (Е7,„, - Ет, ), А. 16.49) Подставив (6.47) в (Еь48) и 16.48) в (6.49), получим ~1 ~г' (6.50) Слсдовательно, при полаче на инвергируюший вхол напряжения Ег г. равного напряжению Еl о созлающет о ток Ег= Е)гЕАг, цепь ведет себя как отрицательное сопротивление, равное — -'- = — Аг. 16. 51) и В данном случае .т= — 1, что чаще всего и пьпаются получить. Свойства пепи сохраняются, если ее входы будут изменены местами.
КОС устойчиво работает только тотла, котла глубина отрицательной ОС больше, чем положительной Лг коэффициенты ОС соо1везствещю равны у к, ° тт,' л, у' = ' у!. Следовательно, лля обеспечения их работоспособл,--лг)' ности обязательно выполнение условия А, <А,. 1от же эффект наблюдается в том слу гас, если вмесю резисторов А,, А, установлены сопротивления У. При э~ом возникают дополнительные трулности с обеспечением устой- чивости. КОС обычно применяют то|да, котла требуется скомпен- сировать какое-либо сопротивление, например сопротивление линии связи при передаче сигнала на большие расстояния или активное сопро|ивление колсбегтельното кон~ура.
Эффек- тивность их резко падает при частотах, больших лесятка кГц, из-за лополиительных фазовых сдвигов и влияния паразитных емкостей. Гираторами или инверторами положительного сопротивления называются четырехполюсники„которые в оцном направлении перслают сигнал без изменения его фазы, а в лругом-— сгзвига!от ее на 180' !рис. 6.!2, и). Символическое обозначение гиратора показано на рис.
6.12, б, а эквивалентная схема их реализации с помощью Лвух управляемых источников тока и 1 - на рис. 6.!2, в. Из них вилно, что различие правой и левой ветвей заключается только в направлении гоков, созлаваемых исзочттиками жэков. управляемыми напряжением соседней ветви. Свойства гиратора рассмотрим на т~римере 4ю А/ 1~ Ау и,~ ~ /// Уугг/ 12 ////. / /2-Ь ~Ь г у схемы рис.
6.)2, г, считая ОУ идеализированным. Для неинвертирующих входов можно записать уравнения ( 6/,„„1 — (21 ) /' А, — (/1 /г А, + /, = О; (6.52) ((/в„уз — //2)!Ау+((/1 — (/2) А„— /2 = О; (6 53) Для инвертирующих входов ((/,„„, — 6/,) Ау+(6/, — (/,)(А„=О; (6.54) (6.55) Исключив (l, „, и 6/„„„2 из этих уравнений, получим 1"" (/21 у: 2 (/1, Ау. (6.56) Если к правому входу подключить резистор А, то /2=(/2/'Аз и в соответствии с (6.56) и,=~зА,)А,. (6.57) Разделив (/1 на /,, получим А (/ // А2/А (6.58) Таким образом, входное сопротивление левого входа обратно пропорционально сопротивлению, подключенному к правому входу.
Сопротивление А, называют сопротивленисм гирац и и. Оно характеризует коэффициент преобразования сопрот ивления, подключенного к правому входу. Если вместо резистора Аз подключить конденсатор С, то сопротивление левого входа л)) рис, б.)2, Структура гирагора (а), его символическое обозначение /бз), зквивалентная схезга, ноясняюгцая реализацию гиратора /у), и его прин~/ловильная схема /л) Л, =- Я 44 гшС.
(6.59) Из (6.59) видно, что с точки зрения левого входа конденсатор, подключенный к правому входу, эквивалентен индуктивности )(,'С. Это позволяет заменить громоздкие катушки индуктивности на гираторы, которые легко реализуются по низ егральной технологии. Нужное значение индуктивности обеспечивается подключением навесного конденсатора требуемого поминала. Нетрудно получить значения индуктивностей. которые с помощью обычных катушек индуктивности реализова1ь затрудн1пельно. Так, при Я„=10 кОм и С= !О мкФ индуктивность равна !000 Гн. Полк;йочив к левому входу конденсатор, получим колебательный контур.
Добротность гиратора Д обычно определяют при равных конденсаторах подк.поченных к обоим входам. Она служит оценкой неидеальности реального устройства. Значения добротности колеблются от десятков до сотен единиц и меняются в зависимости от частоты сигнала. Гираторы целесообразно применять в диапазоне низких частот, как правило, ниже 1О кГц. У микросхем гираторов п1па 409СС! 409СС6 Я, находится в пределах 1,5-- 15,5 кОм, Д=15 —.80.
Фазосдвигаюшими устройствами называются устройства для коррекции сдвига фаз сип1ала. получения напряжений, сдвинутых по фазе на определенный угол, для создания групп источников напряжений с определенными фазовыми соотношениями между собой, для фазового управления тиристорпыми устройствами.
Их также широко применяют в составе фильтров и авго1 снераторов гармонических колебаний, При создании фазосдвигающих устройств используют электрические цепи, содержащие конденсаторы или катушки индуктивности. В простейших случаях применяют ЯС-цепи интегрирующего (рис. 6.13, а) и дифференцирующего (рис.
6.! 3, б) типов или их комбинации (рис. 6,13, в). Для цепей рис. 6.13, и, б коэффициенты передачи напряжения соответственно равны П. „1, (Уыс'),Г 1 (6.60) [/„„Л ~.1,(доС) Ч'(14-ю С~я'! (6.61) 1'ЛЕ <Р, = — агсГУ1аАС, <Рэ =90' — агс!й1аАС. Из (6.60) и (6.61) видно, что АС-цепь инз егрирующего ~ипа обеспечивает получение отставания по фазе выходного напряжения на угол д,, а ЯС-цепь дифференцирующего тшга — опсРежсние по фазе на Угол ~Рз.
ЗначениЯ У~ лов 1Р,, Рз зависит от паРамс1Ров Я и С и могУт менЯтьсЯ в пРеделах 412 с ив. я цв . в) Π— ( сг а„вг иви„ в) ив. — г: Вит а) и сг е) г) Рис. 613. Фаюслвиганпцие цепи на основе интегрирующей (и), дифферснпирующей (В) )1С -пеней и ил комбинапии (в); фазослвигающая цепь, обеспечивающая получение постоянного модуля и фазовонз сдвига в продевал а 180 1с), се круговая лиа~ рамма (з)); мостовая фазосззаи~ающая цепь 1г) 1.' Йг Л, +1, ()за С) ' ~ак как у идеализированного ОУ Г„„з = (з",„з. а Л„„„.
О, го зок РезистоРа Яз опРелелЯюз из УРавнениЯ (6.62) и — ['„., о',„, — ц„,„ (6.63) )1, )С, от зр- 0 цо гр-+90". При этом существенно меняется амплитуда выходнозо напряжения. определяемая модулем коэффициента передачи, поэтому реализация фазовых сдвигов, близких к 90", с помощью подобных цепей затруднена. От этого нецосгатка свободно фазосдвигающее устройство рис, 6.13, г. Как видна из круговой диаграммы рис. 6.13, д, у него модуль (l,„„остаегся постоянным при любых значениях Я и С, а фаза может меняться от нуля ло 180 . У этой цепи трансформатор выполняет роль двух одинаковых источников напряжения питания и может быть заменен одинаковыми резисторами. Для получения необходимых фазовых сдвигов также широко применяют мостовые цепи различного вида, например двойные Т-образные мосты, мосты Вина или цепи, аналогичные рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
