Интегральные перемножители и их параметры - Конспект Лекций, раздел Приборостроение, Аналоговые электронные устройства ...
Современные ПН, выполненные по интегральной технологии (К525ПС1, К525ПС2, К526ПС3) реализуют метод переменной крутизны. В отличии от первых отечественных ПН (К140МА1 и К526ПС1) ПН К525ПС1 обладает лучшей линей-ностью и точностью перемножения (1%), имеет более высокую температурную стабильность, и более широкий диапазон выходного напряжения (В). В нем предусмотрена возможность регулировки масштабного коэффициента.
В упрощенной схеме ПН К525ПС1, приведенной на рис. 6.6, показаны три основных узла: узел умножения на транзисторах VT5-VT8, логарифмический преобразователь напряжения Ux в ток на транзисторах VT1, VT2 и диодах VD1,VD2 и линейный преобразователь напряжения Uу в ток на транзисторах VT3, VT4.
В схеме на рис. 6.6 резисторы Rx, Ry , R1 и Rн являются внешними для К525ПС1. Токи I1 = I2 и I3 = I4 задаются резисторами R7 и R8 (рис. 6.7), подключаемых соответственно к выводам 3 и 13. При этом I1=I2 = I3 , а I13 = I3 = I4 и, как правило, . В этом случае , где . Сопротивления Rx и Ry выбирают так, чтобы при максимальных входных напряжениях нелинейные искажения в схеме были минимальны. Для этого необходимо выполнение неравенства U xmax < I13 Rx , U ymax < I3 Ry. Если U xmax = U ymax = 10В и I3 = =I13 , то .
Токи I3 и I13 должны быть как можно меньше, чтобы свести к минимуму рассеяние мощности в умножителе. Если однако ток I3 очень мал, то трудно получить требуемую величину КП. Обычно I3 = 0,1...2 мА. Если, например, I3 = 1 мА, то 10 кОм. Однако, это значение Rx только гарантирует, что входной сигнал 10В не вызовет отключение входных усилителей. Для избежания же нелинейных искажений необходимо сопротивления Rx и Ry увеличить примерно на 50%, т.е. взять равными 15 кОм. Если КП = 0,1, то кОм.
Необходимые напряжения питания выбираются из следующих соображений. Для максимально допустимого входного сигнала В минимальное значение напряжения в точке подключения диодов VD1, VD2 (рис. 6.6) U1=12 В, а с запасом
U1=13,5В. Положительное напряжение питания × ×, где увеличение напряжения на 2В обеспечивает запас на нестабильность напряжения . Сопротивление R1=()/2I3кОм. Отрицательное напряжение питания выбирается так, чтобы при максимальном положительном входном напряжении разность потенциалов между входом и шиной не превышала максимально допустимую величину 30В. Кроме того, должно быть по меньшей мере на 2 В ниже отрицательного входного напряжения - 10 В. Поэтому выбирается = - 15 В.
Токи I3 и I13 задается резисторами R7 и R8, где кОм. При I3 = 1 мА, R7 = R8 = 13,75 кОм. Если выводы 3 и 13 объединены, то достаточно одного резистора с сопротивлением 6,8 кОм.
Параметры микросхемПН во многом аналогичны параметрам ОУ, за исключением некоторых статических и динамических характеристик. Рассмотрим эти характеристики.
Погрешность перемножения– это максимальная разность между практическими и теоретическими значениями выходного напряжения, приведенное к предельному значению этого напряжения в пределах рабочего диапазона перемножителя, предварительно настроенного на минимальную погрешность. Настройка заключается во взаимном уравновешивании статических составляющих погрешности перемножения, включающих в себя смещение по входам X и Y (разбаланс входных каскадов), смещения на выходе (разбаланс выходного каскада) и погрешность масштабного коэффициента КП.
Погрешность перемножения в %
(6.11)
где U вых. р, U вых. и – выходные напряжения реального и идеального ПН. Для К525ПС1 , т.е. при U вых. max = 10В .
Основной составляющей погрешности перемножения является нелинейность перемноженияпо входу X (или Y) Nx (Ny). Для определения, например, Nx к выходу ПН подключается вычитающее устройство, второй вход которого соединяется с входом X (или Y). Так как входной и выходной сигналы ПН (при постоянном напряжении на втором выходе Uymax) должны иметь одинаковую форму, то на выходе вычитающего устройства выделяется разностное напряжение Uвых, характеризующее нелинейность устройства по входу X. Количественно нелинейность перемножения оценивается из соотношения
. (6.12)
Если на один вход идеального ПН подается конечное напряжение, а напряжение на втором входе равно нулю, то Uвых = 0. Однако в реальном ПН и его значение определяет остаточное напряжение Uост х или Uост у. Для К525ПС1 Uост х = 50 мВ и Uост у = 100 мВ.
Полоса пропускания ПН измеряется при максимальном постоянном сигнале на одном входе и 10%-ом от этого сигнала синусоидальном напряжении на другом. Полоса пропускания определяется на уровне спада выходного напряжения 3 дБ. Одновременно может быть измерена частота, при которой амплитуда выходного напряжения уменьшается на 1%. Эта частота называется граничной частотой амплитудной погрешности перемножения. У К525ПС1 f3дБ =1,5 мГц, а f1% = 100 кГц.
АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА. ЧАСТЬ II. Конспект лекций для студентов специальности “Радиотехника” всех форм обучения...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Интегральные перемножители и их параметры
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Влияние ОС на передаточные свойства
устройства
Основное назначение ОС – передача сигнала с выхода устройства на его вход. Кроме того, существует и побочное (как правило нежелательное) влияние ОС на параметры и характ
Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления
Влияние ОС на входное сопротивление зависит от знака, глубины и способа подачи ОС на вход устройства и не зависит от способа снятия ОС с его выхода.
Для получения количественных со
Влияние обратной связи на стабильность коэффициента передачи
В рабочих условиях коэффициент передачи любого устройства не остается постоянной величиной, так как на него воздействуют такие дестабилизирующие факторы как изменение напряжения питания, колебания
Влияние обратной связи на внутренние помехи
Внутренние помехи усилителя ограничивают тот минимальный сигнал, который может быть усилен усилителем без заметных искажений, т.е. ухудшают чувствительность усилителя.
Введение ООС привод
Влияние обратной связи на нелинейные искажения
Введение ООС позволяет уменьшить нелинейные искажения, возникающие в усилителе. Физически это можно объяснить тем, что посторонние составляющие выходного напряжения или тока – гармоники и комбинаци
Устойчивость устройств с обратной связью
Как уже отмечалось в разд.1.1 ООС широко используется в АЭУ для улучшения параметров и характеристик этих устройств. Из-за фазовых сдвигов, вносимых устройством и ЦОС ООС может оказаться положитель
Режим В
Режимом В называют такой режим, при котором ток в выходной цепи УЭ существует в течение половины периода сигнала.
Режим С
В режиме С, так же как в режиме В, УЭ работает с отсечкой выходного тока. Причем угол отсечки q < p/2. Для этого рабочая точка должна располагаться левее точки пересечения спря
Режим D
В режиме D УЭ работает как электронный ключ, т.е. УЭ или закрыт, или открыт. В первом случае через УЭ протекает незначительный ток, а во втором мало падение напряжения на нем. Поэтому и
Температурная нестабильность режима полевого транзистора
Как у всех приборов, построенных на основе полупроводниковых структур, свойства полевого транзистора (ПТ), а значит и его режим работы зависит от температуры.
С увеличением температуры ум
Методы стабилизации
Существуют два метода стабилизации режима работы УЭ:
- параметрический (компенсация температурных изменений);
- автоматический (при помощи ООС).
В первом
Схема эмиттерной стабилизации
Схема эмиттерной стабилизации (рис.2.10) является самой распространенной схемой. Стабилизация осуществляется за счет последовательной ООС по току, возникающей из-за наличия в схеме резистора
Схемы истоковой стабилизации
Эти схемы (рис.2.13) обладают лучшей стабильностью, чем цепи на рис. 2.12, так как за счет
Генераторы стабильного тока
Рассмотренные в предыдущих разделах автоматические способы стабилизации режима в аналоговых интегральных микросхемах (ИМС) не желательны, так как они требуют применение высокоомных резисторов, зани
Особенности каскадов предварительного усиления
Назначение каскадов предварительного усиления (КПУ) – повышение уровня входного сигнала до значения, при котором обеспечивается нормальное возбуждение мощного выходного каскада. Поэтому
Принципиальная и эквивалентная схемы
Достоинством резисторного каскада кроме простоты и малых размеров, является способность создавать равномерное усиление в широкой полосе частот и нечувствительность к воздействию переменных магнитны
Область средних частот
Для любого линейного четырёхполюсника коэффициент передачи по напряжению (табл. 4.1 в [1])
Область верхних частот и малых времен
Эквивалентная схема каскада для этого диапазона частот (времен) приведена на рис. 3.3, в.
Подставляя (3.2) в (3.1) и учитывая, что
Схема эмиттерной высокочастотной коррекции
Схема такой ВЧ коррекции приведена на рис. 3.13. Здесь RКОР, СКОР – корректирующие элементы, RЭ, СЭ – элементы схемы эмиттерн
Схема низкочастотной коррекции
НЧ коррекция чаще всего осуществляется постановкой RФCФ - фильтра в цепь питания (рис. 3.19).
АЧХ для разных значений СФ изображены на рис.
Принцип действия
Пусть на вход ДК, симметрично относительно оси А-А¢ (рис. 3.22), поступают синфазные сигналы (СС), т.е. сигналы, амплитуды и фазы которых совпадают.
Параметры дифференциального каскада
Входное сопротивление для ДС (RВХ) – это сопротивление между полюсами 1–0 (рис. 3.24). Со стороны источника сигнала VT1 включён по схеме ОК с нагрузкой
Усилительные каскады с
динамическими нагрузками
Повышение коэффициента усиления любого кас
Устойчивость многокаскадного усилителя постоянного тока
Пусть многокаскадный УПТ на нулевой частоте охвачен частотно-независимой (В=const) ООС. За счет дополнительных фазовых сдвигов в области верхних частот ООС переходит в положительную и при возвра
Влияние емкости нагрузки и входной емкости на устойчивость ОУ
Пусть ОУ без ОС является системой первого порядка, т.е. его АЧХ не имеет изломов и спадает со скоростью –20дБ/дек. Если ОС частотно-независимая, то порядок возвратного отношения также будет первым
Инвертирующий усилитель
Инвертирующий усилитель (ИУ) – это усилитель, обладающий стабильным (наперёд заданным) коэффициентом усиления с разностью фаз между входным и выходным сигналами 180°.
ИУ является о
Неинвертирующий усилитель
Неинвертирующий усилитель (НУ) – это усилитель, обладающий стабильным коэффициентом усиления при нулевой разности фаз между входными и выходными сигналами.
Суммирующий усилитель
Суммирующий усилитель (сумматор) суммирует сигналы, подаваемые на вход.
Сумматор представляет собой расширение инвертора напряжения путём подключения к инвертирующему входу ОУ допо
Дифференциальный усилитель
Дифференциальный усилитель (ДУ) предназначен для усиления разности двух входных напряжений (рис. 5.9).
Стабилизация коэффициентов усиления ДУ так же, как и для инвертир
Дифференциатор
Дифференциатор (ДФ) – это устройство, у которого выходной сигнал пропорционален производной по времени от входного сигнала
Логарифмирующие и антилогарифмирующие усилители
Логарифмирующий усилитель (ЛУ) – это устройство, у которого выходная переменная, например напряжения, пропорциональна логарифму входной переменной.
ЛУ используются при сжатии (
Перемножители с переменной крутизной
Идея этого метода проста: один сигнал изменяет крутизну активного элемента, который усиливает другой входной сигнал. В результате выходное напряжение схемы будет пропорционально произведению входны
Назначение, параметры
Компараторы являются простейшими аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), т.е. устройствами, преобразующими непрерывный сигнал в дискретный.Они предназначены для сравнения входного сиг
Особенности применения полупроводниковых компараторов
Компараторы, получившие наибольшее распространение, можно разделить на четыре группы: общего применения (К521СА2, К521СА5) , прецизионные (К521СА3, К597СА3), быстродействующие (К597СА1, К597СА2) и
Специализированные компараторы на операционных усилителях
При сравнении низкочастотных сигналов с высокой точностью (десятки микровольт) при минимальной потребляемой мощности использование компараторов на базе ОУ часто оказывается более предпочтительное,
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Современные ПН, выполненные по интегральной технологии (К525ПС1, К525ПС2, К526ПС3) реализуют метод переменной крутизны. В отличии от первых отечественных ПН (К140МА1 и К526ПС1) ПН К525ПС1 обладает лучшей линей-ностью и точностью перемножения (1%), имеет более высокую температурную стабильность, и более широкий диапазон выходного напряжения (
В). В нем предусмотрена возможность регулировки масштабного коэффициента.
. В этом случае 
, где 
. Сопротивления Rx и Ry выбирают так, чтобы при максимальных входных напряжениях нелинейные искажения в схеме были минимальны. Для этого необходимо выполнение неравенства U x max < I13 Rx , U y max < I3 Ry. Если U x max = U y max = 10В и I3 = =I13 , то 
.
10 кОм. Однако, это значение Rx только гарантирует, что входной сигнал 10В не вызовет отключение входных усилителей. Для избежания же нелинейных искажений необходимо сопротивления Rx и Ry увеличить примерно на 50%, т.е. взять равными 15 кОм. Если КП = 0,1, то 
кОм.
× ×
, где увеличение напряжения на 2В обеспечивает запас на нестабильность напряжения 
. Сопротивление R1=(
)/2I3
кОм. Отрицательное напряжение питания 
выбирается так, чтобы при максимальном положительном входном напряжении разность потенциалов между входом и шиной 
кОм. При I3 = 1 мА, R7 = R8 = 13,75 кОм. Если выводы 3 и 13 объединены, то достаточно одного резистора с сопротивлением 6,8 кОм.
– это максимальная разность между практическими и теоретическими значениями выходного напряжения, приведенное к предельному значению этого напряжения в пределах рабочего диапазона перемножителя, предварительно настроенного на минимальную погрешность. Настройка заключается во взаимном уравновешивании статических составляющих погрешности перемножения, включающих в себя смещение по входам X и Y (разбаланс входных каскадов), смещения на выходе (разбаланс выходного каскада) и погрешность масштабного коэффициента КП.
(6.11)
, т.е. при U вых. max = 10В 
.
. (6.12)
и его значение определяет остаточное напряжение Uост х или Uост у. Для К525ПС1 Uост х = 50 мВ и Uост у = 100 мВ.
Новости и инфо для студентов