ecosnos.ru |
Главная Промышленные интегральные схемы 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 о
Рис. 2.8. Схема дифференциатора востью, нестабилен и из-за большого усиления высоких частот имеет повышенный уровень шума. Находит применение комбинированное устройство (интегратор-дифференциатор), ослабляющее как верхние, так и нижние частоты. 2.3. Устройства функционального преобразования на операционных усилителях Ограничители. Простые схемы пассивных ограничителей, построенные на одном или нескольких диодах или стабилитронах, обладают рядом недостатков, связанных с нерезким перегибом вольт-амперной характеристики и зависимостью их параметров от температуры. Для уменьшения влияния этих факторов необходимо увеличивать амплитуду сигнала, подводимого к ограничителю. Для многих устройств связи такой способ улучшения работы ограничителя мало пригоден, так как слишком большие уровни сигнала, получаемые при этом, приводят к конструктивной неустойчивости аппаратуры. Использование ОУ с пассивным ограничителем в цепи обратной связи позволяет получить схемы, в которых эффективное ограничение достигается как бы уменьшением порога ограничения. Устройство с двумя стабилитронами (рис. 2.9) является двусторонним ограничителем. Г вых вых в Щ Рис. 2.9. Схема ограничителя со стабилитронами в цепи ОС {а) и его характеристика {б) Рис. 2.10. Схема ограничителя с диодами в цепи ОС Коэффициент ограничения /Согр, определяемый как отношения KyUp на участке АВ на рис. 2.9 к Kyvр на участках за отрезком АВ, соответствует где /?ст - сопротивление стабилитрона. 22 (2.22> Порог ограничения в режиме пробоя в этой схеме определяется типом стабилитронов. Вместо последовательно включенных стабилитронов, которые, в частности, обладают большой емкостью, пассивный ограничитель может быть выполнен в виде параллельного соединения двух диодов. В схеме такого ограничителя (рис. 2.10) порог ограничения можно регулировать выбором резисторов R2- /?5. Для переменного сигнала /Согр = адд. (2.21 > где /?д - сопротивление диода в прямом направлении. Схема прецизионного ограничителя [3] показана на рис. 2.11. Устройство отличается переходной характеристикой с более острыми углами изломов и меньшей зависимостью от параметров диодов. При этом Р в Выпрямители слабых сигналов (детекторы). Так же как и в ограничителях выполнение выпрямителей или детекторов на ОУ с диодами в цепи обратной связи позволяет снизить на- Ro , чало линейной работы до нескольких милливольт. На рис. 2.12 показана схема однополупериодного выпрямителя, который пропускает отрицательную полуволну. Схема двухполупериод-ного выпрямителя приведена на рис. 2.13. Можно показать, что коэффициент выпрямления этого устройства будет пропорционален отношению Ro + Ra к Ri+Ra- При Ro = Ri = R влияние зависимости /?д([/) не будет сказываться на линейных свойствах, особенно если параметры диодов идентичны. Сочетание устройства, схема кото рого приведена на рис. 2.12, с фильтром нижних частот дает линейную схему детектора. Рис. 2.11. Схема прецизионного ограничителя L-c=l-4>f- Рис. 2.12. Схема однополу- Рис. 2.13. Схема двухполупериодного выпрями-периодного выпрямителя теля Логарифмический усилитель. Структурная схема логарифмического усилителя представляет собой структурную схему решающего усилителя, в котором вместо резистора Ro включен элемент, имеющий логарифмический закон изменения сопротивления. Таким элементом чаще всего бывает полупроводниковый диод, вольт-амперная характеристика которого в некотором интервале описывается выражением [14] / = / (е^-1), (2.23) где /о - обратный ток диода; у - показатель экспоненты, значение которого изменяется от 20 до 40 1/В. Выражение для тока (2.23) преобразуется в выражение для сопротивления диода i? = (l/Y/)ln(/ + /o o). (2.24) Источники тока. Для питания некоторых узлов аппаратуры связи требуются источники тока, не зависящие от сопротивления нагрузки. В качестве такого источника может быть использовано устройство на ОУ, в котором нагрузка включена в цепь обратной связи вместо резистора До. Как и в обычном решающем усилителе, ток в цепи обратной связи определяется входным напряжением и резистором .1, т. е. J. = \U,JR,\- (2.25) В таком устройстве нагрузка не заземлена, что не всегда допустимо. В этих случаях используют устройство, схема которого показана на рис. 2.14. Если в нем выполняются соотношения Ri/R2= =Ro/R3 и R3lRoRi/R2, то Iu=-y../Ri- (2.26) В качестве примера отметим, что ОУ К140УД1 в устройстве, схема которого приведена на рис. 2.14, позволяет поддерживать 80- 100 мкА при изменении Дн от О до 80 кОм. Источники опорного напряжения. На рис. 2.15 показаны структурные схемы источников опорного напряжения, роль ОУ в которых заключается в устранении влияния колебаний сопротивления нагрузки на коэффициент стабилизации стабилитрона. Рис. 2. тока с кой 14. Схема источника заземленной нагруз- Рис. 2.15 Схемы источников опорного напряжения отрицательной (а) и положительной (б) полярности |