3. Аналоговый ключ

В качестве аналогового ключа мы будем использовать микросхему К590КН3 содержащую в своем составе два четырехканальных аналоговых коммутатора со схемой управления на базе триггера [5]. В зависимости от логических сигналов, имеющихся на его выводах, к выходам подключаются различные каналы.

Данная микросхемы состоит из двух ключей, которые имеют 4 аналоговых входа, 2 логических вывода, 2 аналоговых выхода (прямой и инверсный). Питание ключа ± 15 В.

4. D-триггер

Серия К561 является серией КМОП ИС, что соответствует остальным компонентам данной схемы. Нам необходимы D-триггеры, поэтому мы возьмем микросхему К561ТМ2 [9].

Микросхемы К561ТМ2 содержат два независимых D-триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера есть входы D, не S и не R,а также комплементарные входы Q и не Q . Коды не S и не R асинхронные, потому что они работают (сбрасывают состояние триггера) независимо от сигнала на тактовом входе; активный уровень для них – низкий. Сигнал от входа D передается на выходы Q и не Q по положительному перепаду импульса на тактовом входе C (от Н к В). Чтобы триггер переключился правильно, уровень на входе D следует зафиксировать заранее, перед приходом тактового перепада. Защитный интервал должен превышать время задержки распространения сигнала в триггере. Если на входы не S и не R триггеров К561ТМ2 одновременно подаются напряжения низкого уровня, состояние выходов Q и не Q окажется неопределенным. Загрузить в триггер входные уровни В или Н (т.е. 1 или 0) можно, если на входы не S и не R подать напряжения высокого уровня.

Асинхронная установка нужного сочетания уровней на выходах получится, когда на входы не S и R поданы противоположные логические сигналы. В это время входы С и D отключены.

4. Электрическое моделирование схемы

Для электрического моделирования был генератор синусоидального сигнала с мостом Вина, выдающий на схему тестовый сигнал, с целью иллюстрации его работоспособности (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Модель работы генератора синусоидального сигнала с мостом Вина

Моделирование блока проводилось в ППП Micro-Cap 7. Для моделирования данной схемы была выбрана стандартная модель операционного усилителя (MODEL = $GENERIC). Параметры операционного усилителя приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Параметры элементов модели

Обозначение в MC7	Параметр	Значение
Операционный усилитель
LEVEL	Уровень модели	3
TYPE	Тип входных транзисторов	1
C	Емкость коррекции АЧХ ОУ, пФ	50
A	Коэффициент усиления на постоянном токе	160000
ROUTAC	Выходное сопротивление на переменном токе, Ом	50
ROUTDC	Выходное сопротивление на постоянном токе, Ом	75
VOFF	Напряжение смещения нуля, мВ	5
IOFF	Разность входных токов, нА	1.5
SRP	Максимальна скорость нарастания выходного напряжения, В/с	107
SRN	Максимальна скорость спада выходного напряжения, В/с	107
IBIAS	Входной ток (смещения нуля), нА	100
VCC	Напряжение положительного питания, В	15
VCC	Напряжение положительного питания, В	-15
VPS	Максимальное выходное положительное напряжение, В	8
VNS	Максимальное выходное отрицательное напряжение, В	-8
CMRR	Коэффициент подавления синфазного сигнала	316000
GBW	Площадь усиления	700000
PM	Запас по фазе на частоте единичного усиления	60
IOSC	Выходной ток короткого замыкания, мА	20

Рассмотрим график выходного напряжения (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Результат работы генератора синусоидального сигнала с мостом Вина

Из рисунка видно, что выходное напряжение имеет амплитуду, входящую в диапазон амплитуд входного напряжения усилителя-ограничителя. Частота сигнала на выходе генератора составляет 50 кГц, что также соответствует требованиям технического задания. Небольшая задержка перед вхождением генератора в рабочий режим не влияет на работу остальной схемы, так как она несущественна, около 0.6 нс.