103.Структурные схемы коррекции погрешности коэффициента усиления измерительных и электрометрических оу.
Усилители, имеющие точное нормированное значение коэффициента усиления, называют масштабными. Иногда в их составе выделяют измерительные и электрометрические усилители.
Измерительные усилители относятся к числу прецизионных. Значения их параметров нормированы и в диапазоне рабочих частот и температур не выходят за пределы, оговоренные в технических условиях. Эти усилители применяют для масштабирования измерительных сигналов в системах получения и обработки информации.
Электрометрические усилители имеют высокое входное сопротивление (до 10-9 10-15 Ом) и ничтожно малые входные токи. Их обычно применяют в устройствах, где требуется измерять электрические заряды или преобразовывать малые токи.
Выделение масштабных усилителей в специальный класс устройств несколько условно и характеризует только то, что к значениям их основных параметров и их стабильности предъявляют повышенные требования.
Выделим две основные группы структур, с помощью которых осуществляется коррекция. В первой вводится дополнительная обратная связь по сигналу погрешности преобразования. Во второй выделяется сигнал погрешности, который суммируется с основным усилением сигналом так, что усилитель не охвачен дополнительной обратной связью.
Идея работы структур первого типа поясняется рис. 6.6, а. В нем на выходе усилителя 1, коэффициент усиления которого К1 =К+ΔК , включен обратный преобразователь ОП. Коэффициент передачи его Wобр=1/K . Выходной сигнал ОП вычитается из входного сигнала в сравнивающем устройстве 3. Полученная разность усиливается усилителем 2 и суммируется с входным сигналом в сумматоре 4. Для данного усилителя можно записать ряд очевидных уравнений
При небольших погрешностях, когда можно считать, что К1=К примет вид
Р
ис.
6.6. Структурная схема усилителя с
уменьшенной погрешностью (а); принципиальная
схема УПТ (б); схема замены высокоомного
резистора (в); увеличение коэффициента
усиления корректирующего усилителя за
счет увеличения числа каналов (г)
104.Коммутаторы. Электронные ключи.
в различных отраслях техники — устройство (переключатель, распределитель), обеспечивающее посредством включения, отключения и переключения выбор требуемой выходной цепи (цепей) и соединение с ней входной цепи (цепей),
Коммутатор в электронике (см. Мультиплексор и Демультиплексор);
Коммутатор в электродвигателях и электрогенераторах (см. Щёточно-коллекторный узел);
Коммутатор в компьютерных сетях — применяется для соединения нескольких узлов компьютерной сети (см. Сетевой коммутатор);
Коммутатор в телефонных сетях (см. Автоматическая телефонная станция).
В зависимости от характера коммутируемого сигнала электронные ключи разделяют на цифровые и аналоговые. Цифровые ключи коммутируют напряжения или токи источника питания и обеспечивают получение двух уровней сигнала на выходе. Один уровень соответствует открытому состоянию ключа, другой — закрытому. Аналоговые ключи обеспечивают подключение или отключение источников аналоговых информационных сигналов, имеющих произвольную форму напряжений. Причем характеристики измерительных устройств, в которых они используются, во многом зависят от качества передачи сигнала аналоговым ключом и помех в цепи, появляющихся при его коммутацию
Транзисторные ключи (ТК) являются одним из наиболее распространенных элементов импульсных устройств. На их основе создаются триггеры, мультивибраторы, коммутаторы, блокинг-генераторы и т. д.
В зависимости от целевого назначения ТК и особенностей его работы схема ТК может несколько видоизменяться. Но не-смотря на это, в основе всех модификаций лежит изображенная на рис., а транзисторная ключевая схема.
В ТК транзисторы работают в нескольких качественно различных режимах, которые характеризуются полярностями напряжений на переходах транзистора.
Принято различать следующие режимы работы ключа - режим отсечки-, нормальный активный; инверсный активный: режим насыщения.
Ключи на полевых транзисторах используются для коммутации как аналоговых, гак и цифровых сигналов, причем коммутаторы аналоговых сигналов обычно выполняют на полевых транзисторах с управляющим р-n-переходом или МОП-транзисторах с индуцированным или технологически встроенными каналами. В цифровых схемах применяются только МОП-транзисторы с индуцированным каналом.
Для ключей на полевых транзисторах характерно: 1) малое остаточное напряжение на ключе, находящемся в проводящем состоянии; 2) высокое сопротивление в непроводящем состоянии и, как следствие, малый ток, протекающий через транзистор, канал которого перекрыт; 3) малая мощность, потребляемая от источника управляющего напряжения; 4) хорошая электрическая развязка между цепью управления и цепью коммутируемого сигнала, что позволяет обойтись без трансформатора в цепи управления; 5 возможность коммутации электрических сигналов очень малого уровня (порядка микровольт).
Биполярный транзистор с изолированным затвором является новым типом активного прибора, который появился сравнительно недавно. Его входные характеристики подобны входным характеристикам полевого транзистора, а выходные — характеристикам биполярного. В литературе этот прибор называют IGBT
По быстродействию IGBT -транзисторы значительно превосходят биполярные. Их чаще всего используют в качестве мощных ключей, у которых время включения порядка 0,2...0,4 мкс, а время выключения порядка 0,2... 1,5 мкс, коммутируемые напряжения достигают 3,5 кВ, а токи 1200 А. В отечественной литературе их иногда называют БТИЗ (биполярные транзисторы с изолированным затвором).
Транзисторы этого типа вытесняют тиристоры из высоковольтных схем преобразования частоты и позволяют создать импульсные источники вторичного электропитания с качественно лучшими характеристиками.
