Импульсные устройства на микросхемах (944139), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Абсолютная погрешность в режиме преобразования ()/! в конечной точке диапазона для разных экземпляров не превышает ~!0%. Входное напряжение в зависимости от полярности подают на инвертирующий или неинвертирующий вход (рис. 5,62, а, б). Номиналы внешних компонентов указаны согласно условиям типовых испытаний микросхемы. При работе от источника тока из узла исключают внешний резистор ц1, а функция преобразования в этом случае характеризуется формулой: 1вы«=1вх/(йС2), (5.37) где 1„— входной ток, коэффициент й — численно тот же, что и в формуле (5.36). В режиме преобразования 1/() (рис.
5.63, а) резистор К! включают параллельно интегрирующему конденсатору С! и усилитель ПА! работает в качестве усредняющего. Оптимальные значения параметров входных импульсов приведены на рис. 5.63, б. Выходное напряжение после преобразования описывается формулой: (5.38) и,, = й 1(С(„, где коэффициент й, как и ранее, 2=7...8 В. Таким образом, и в другом режиме микросхема обеспечивает линейное преобразование. Значение нелинейности для конкретных экземпляров микросхем находится в указанных ранее пределах. Выходной сигнал состоит из постоянной составляющей и пульсаций, возникающих в резулыате коммутации тона источника О1.
Пульсации, по частоте равные входным сигналам 1,«, снимаются фильтром. Микросхему КР1!08ПП! не рекомендуется испольэовать иа частоте входного и выходного сигналов более 500 кГц. Емкости конденсаторов С2 и С! для разных режимов работы и частотных интервалов приведены в табл. 5.2. Указанным значениям емкостей соответствует сопротивление резистора К1, равное 40,2 кОм.
122 Емкости С2 в 4абл. 5.2 слагаются нз собственной емкости конденсатора, паразитной емкости между выводами 5 и 11 микросхемы Са-и (25ш10) пф и паразитной емкости между выводом 5 и общим проводом, которая не должна превышать 40 пф. Поскольку выходной транзистор работает без внутренней нзгрузки и имеет открытый коллектор (вывод 7), для нормальной работы микросхемы в режиме преобразования ()у! необходим внешний резистор К2 (см. рис.
5 62). Выбором сопротивления нагрузки выходного транзистора и напряжения его пи- Т а б л и ц а 5.2. Емкости внешних конденсаторов для обеспечения разных режимов работы микросхемы К Р1 1 0 8 П П! Ряыяы работы Еь «~ сть Гюах сз, яю сг, яф 3600 300 30 !О 100 500 10 100 500 10 !00 500 ()71, 1 () 1О 000 1 000 1 000 ! 22 000 10 000 5 100 тания можно обеспечить оптимальные условия согласования выходных логических уровней с выходными логическими уровнями нагрузки. Наличие в микросхеме КР1!08ПП! входа блокирования (вывод 6) позволяет в нужный момент закрывать выходной транзистор ТгТ! Сочетание транзистора с открытым коллектором н блокирующего входа дает возможность подключать к общему нагрузочному резистору выходы нескольких микросхем, работающих в режиме преобразования (111. Во время работы на блокирующий вход всех микросхем, кроме одной — задействованной, следует подавать напряжение высокого уровня.
Буферный каскад, предшест. вуюший транзистору ЪтТ1, закрывается при () ! )2,4 В и открывается ба пРн ()оба(04 В, т. е. микРосхемой по этомУ входУ можно УпРавлЯть сигналами с микросхем ТТЛ. Предельные значения напряжения блокиро- вания — !5 В(()а,ю.+!5 В. мду ЯУВ/. об Вь Иь зуй буллз< катулла Вдаз В -Уя В ВЫЯ ГВ ОВУ ( ВЛХ НВВВВВХ а) Рис. 5.63. Микросхема КР1108ПП! в режиме преобразования частоты в напряжение: а — схема включения (зяачяяяя яяашяях яомяояяятоя указаны дая яитяряала !Оягц); б — хараятарястяаа входного сигнала В име преобразования 1/(! нужный уровень компарнрования может В режиме пр б стигнут путем подачи смешения на один из выводов 9 или 1О микбыть достигн т росхемы.
Номинальные значения напряжений питания относительно общего провода составляют +15 и — 15 В с допуском ~5зе. Потребляемый ток по каждому плечу — не более 7 мА. Если напряжения питания подаются на микросхему неодновременно, то порядок их подключения таков: — !5; +15; +5 В. Порядок отключения обратный. Допускается одновременно отключать все источники 6. ГЕНЕРАТОРЫ С КВАРЦЕВЫМ РЕЗОНАТОРОМ 6.1. Основные понятия В тех случаях, когда к стабильности частоты колебаний предъявляются повышенные требования, употребляют генераторы, частота колебаний которых задается кварцевым резонатором. Как компонент генератора он обладает многими достоинствами: большой стабильностью параметров, на. дежностью, долговечностью, малыми габаритными размерами и массой.
Кварцевые резонаторы относятся к изделиям массового производства. Их номенклатура очень широка как в конструктивном отношении, так и по значению частоты. Частотные гранины резонаторов простираются от единиц килогерц до десятков мегагерц. Кварцевые генераторы просты по схеме и конструкции, экономичны по питанию, мало чувствительны к колебаниям питающего напряжения и температуры окружающей среды. Даже простые кварцевые генераторы (без особых мер повышения стабильности) обеспечивают относительную нестабильность частоты А(гг1,= !О-"...10-з, тогда как у генераторов с ЕС колебательным контуром этот параметр обычно не бывает лучше, чем !О-'. Спе.
циальные кварцевые генераторы (с прецизионными резонаторами, термостатированные, с компенсацией ухода частоты и т, п,) имеют относительную нестабильность частоты !О '.,.1О-'. Для сравнения: часы с суточной пагреспностью хода в -«! с имеют нестабильность ЛВ „,= 1 с/(24.60.60)с= =00000115=! 1,5 1О-'. 6.2. Кварцевый резонатор и его параметры По электрофизическим свойствам кварцевые резонаторы существенно отличаются от других компонентов электронной аппаратуры.
Знание этих свойств очень важно для выбора оптимальной схемы и обеспечения правильных условий эксплуатации. Кварцевый резонатор представляет собой кристаллический элемент— тонкую пластиву, диск или брусок, выпиленный из монокристалла природного или синтетичесного кварца, с нанесенными на его поверхность элентродами, свабженными выводами для подключения к генератору. Углы среза кристаллического элемента относительво кристаллографическнх осей моно.
кристалла кварца во многом определяют параметры резонатора. Резонатор 124 нрепят на держателях внутри герметичного корпуса, металлического или стеклянного. Для уменьшения потерь воздух из корпуса нередко откачивают. Каждый резонатор характеризуется определенной резонансной частотой механических колебаний, которую обеспечивают при его изготовлении, н в .дальнейшем не подлежит изменению.
Номинальную частоту колебаний указывают на корпусе резонатора, Реальная — рабочая — частота весьма незначительно отличается от номинальной. Кварц, как материал, очень тверд н упруг. В элентрическом отношении он хороший диэлектрик. Действие резонатора основано на непользования пьезоэлектрического эффекта, илн, как часто говорят, пьезоэффента, которым обладает кварц.
Если на пластину нз кварца воздействует механнче. ское усилие (изгиб, сдвиг по контуру или по толщине, кручение н т. п.), то на электродах возникает электрическое напряженне. Эффект этот обратим: электрическое напряжение на электродах создает внутренние механические напряжения в материале пластнны и, как следствие, упругую ее дефор. мацию.
Переменное напряжение, поданное на элентроды, вызовет механические колебания резонатора. Когда частота напряжения совпадает с частотой механического резонанса пластины, амплитуда колебаний максимальна. Механические нолебания резонатора, в свою очередь, приводят н появленню напряжения на электродах. Если это напряжение усилнть н в надлежащей фазе цодвестн к электродам, то в цепи усилитель — резонатор возникнут незатухающие электрические колебания на частоте механического резонанса резонатора.
На этом н основано действие кварцевого генератора. Высоная стабильность частоты генерации обусловлена постоянством кварцевого резонатора, кан механической колебательной системы. В аппаратуре кварцевый резонатор используется только как электрический прибор. Механические свойства обеспечивают желаемые электрические характернстикн н являются внутренним, промежуточным звеном в преобразовании элентрическнх сигналов. При анализе электромеханических колебательных систем пользуются методом электромеханических аналогий, согласно ноторому механическую колебательную систему представляют эквивалентной электричесной схемой, в которой колеблющаяся механическая масса заменена катушкой нндуктивности, гибкость упр1тнх элементов — конденсатором, трение н другие виды потерь — резистором.
Аналогом механичесннх сил служит напряжение, аналогом перемещения — ток. Достоинство метода — в наглядности электрической схемы, а также в том, что теория электрических колебаний в настоящее время разработана весьма глубоно. Эквивалентная электркчесная схема ненагруженного кварцевого резонатора показана на рнс. 6.1. Здесь элементы Е1, С1, Р1 характеризуют динамические параметры резонатора, а емкость Сь шунтнрующая последовательную ветвь, складывается из статической емкости между электродамн и емкости держателя.
Конкретные значения параметров контура зависят от вида среза, размеров и конструкции резонатора. Типичные значения эквивалентных параметров некоторых кварцевых резонаторов указаны в табл. 6.1. Уникальные свойства кварцевых резонаторов объясняются удачным оочетаннем динамических параметров: добротность такой колебательной си- ~а () ас а) ()у Рис. 6.2. Ненагруженный кварцевый резонатор: а — характеристика изменение реактивного сонротнвленв» от частоты вблизи резонанса; б — увеличенный участок характеристики, обведенный кружком Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
