Тренировочные задания

1. Назовите какие электронные приборы относятся к классу аналоговых коммутаторов?

2. Нарисуйте схемы одноканальных аналоговых коммутаторов на полевом транзисторе с управляющим p-n переходом на p-канальном МДП- транзисторе, сопоставьте эти схемы по их характеристикам. Назовите достоинства и недостатки обеих схем.

3. Для чего в аналоговых коммутаторах используют комплиментарные транзисторы?

4. Нарисуйте обобщенные структурные схемы аналоговых мультиплексоров и матричных коммутаторов, расскажите об особенностях их построения и примерах их работы.

Рубежный тест к главе 5

1. В состав аналоговых коммутаторов входят такие электронные приборы как: коммутаторы, мультиплексоры, матричные коммутаторы и _______ (допишите название типа электронных приборы)

2. При использовании в качестве коммутатора полевого транзистора с управляющим p-n переходом при организации управления необходимо учитывать

а) сопротивление нагрузки

б) величину выходного напряжения

в) величину входного напряжения

г) ток утечки

д) напряжение между стоком и истоком

3. При использовании в составе аналогового коммутатора полевого p-канального транзистора, его подложка подключается

а) к общему проводу

б) к положительному полюсу источника питания

в) к отрицательному полюсу источника питания

г) ко входной клемме ключа

д) к выходной клемме ключа

4. В схеме комплиментарного ключа используется пара

а) параллельного включения n-МОП транзисторов

б) параллельного включения p-МОП транзисторов

в) последовательного включения n-МОП транзисторов

г) последовательного включения p-МОП и n-МОП транзисторов

д) параллельного включения p-МОП и n-МОП транзисторов

5. В схеме аналогового ключа на микросхемах типа KP590 KH8А, Б пара стабилитронов используется для

а) согласования управляющих напряжений

б) для стабилизации питающих напряжений

в) для организации нелинейной обратной связи

г) для стабилизации сопротивления открытых ключей

д) для обеспечения передачи как положительных, так и отрицательных напряжений

6. При увеличении температуры сопротивление открытого ключа

а) остается практически постоянным

б) уменьшается в кубической зависимости

в) увеличивается практически в линейной зависимости

г) имеет два хорошо выраженных пика

д) изменяется по гармоническому закону

7. Для многоканальных коммутаторов и мультиплексоров кроме сопротивления открытого канала вводят такую характеристику как

а) взаимовлияние токов утечки

б) значение максимальной разности сопротивления открытых ключей

в) межканальный коэффициент модуляции

г) эквивалентную емкость межканальных соединений

д) значение коэффициентов передачи по каждому каналу

8. На динамические характеристики аналоговых ключей, выполненных на полевых транзисторах, оказывают влияние: емкости между элементами внутри кристалла; емкости между стоком и истоком; емкости между каналом и общей точкой; емкости между затвором и ________ (допишите предложение).

Глава 6 Устройства непрерывно-дискретного преобразования сигналов

При построении медицинских приборов различных типов и назначений все шире используются средства цифровой техники, в то время как сигналы, характеризующие состояние человека и сигналы управления биообъектами, носят аналоговый характер.

Поэтому одним из важнейших узлов современных медицинских приборов, аппаратов, систем и комплексов являются устройства непрерывно-дискретного преобразования сигналов.

С их помощью осуществляется преобразование дискретных значений аналогового сигнала в, их цифровые эквиваленты (при кодировании значения амплитуды в некоторой системе счисления) – аналого-цифровые преобразователи (АЦП) – и цифровых значений в аналоговые – цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).

Простейшие аналого-цифровые преобразователи реализуются на базе схем сравнения – компараторов, варианты схемных решений которых рассмотрены в разделе 2.4.1. На вход этих схем поступают аналоговые сигналы, а в качестве опорного уровня сравнения используется некоторый уровень напряжения. На выходе компаратора можно получить сигнал, амплитуда которого принимает только два значения – максимальное и минимальное, что соответствует состоянию единицы и нуля. Компараторы могут собираться с использованием операционных усилителей или иметь специальное интегральное исполнение, например, микросхемы типа: К554СА1. К554СА2 (i_вх=75мкА, t_вкл= 135нс, Е_п= +12В;–6В); К554САЗ (i_вх=0,1мкА, t_вкл=200нс, Е_п=±15В); КМ597СА1 (i_вх=0,13мкА, t_вкл=6,5нс); КМ597СА2 (i_вх=0,10мкА, t_вкл=12нс); КМ597САЗ (i_вх=0,25мкА, t_вкл=300нс, Е_п=±15В). Однако выполнение на их основе многоуровневых аналого-цифровых преобразователей нецелесообразно: Для этих целей разработаны специальные схемы, образующие класс АЦП.

Известно несколько подходов к классификации типов АЦП. Например, по методам преобразования различают:

• развертывающие АЦП последовательного счета;

• следящего (в том числе поразрядного) уравновешивания;

• параллельного преобразования;

• двойного интегрирования и др.

По времени формирования разрядных коэффициентов различают:

• параллельные (одновременное формирование всех разрядных коэффициентов);

• последовательные (последовательное формирование разрядных коэффициентов);

- параллельно-последовательные.

Можно классифицировать АЦП по способу представления цифровых сигналов на выходе:

• преобразователи напряжение - цифровой код;

• преобразователи напряжение - частота импульсов;

• преобразователи напряжение - длительность импульса и т.д.

Разнообразны по схемным решениям и цифро-аналоговые преобразователи.

По принципам действия ЦАП разделяют на три группы:

• последовательного действия;

• параллельного действия;

• с промежуточным преобразованием.

В ЦАП последовательного действия код поступает последовательно, начиная с младшего разряда. В параллельных ЦАП все разряды кода одновременно поступают на схему суммирования, т.е. происходит пространственное разделение разрядов, а суммирование токов и напряжений осуществляется с учетом весов разрядов. Параллельные ЦАП по способу формирования сигнала делятся на сумматоры токов, делители напряжений и сумматоры напряжений. ЦАП с промежуточным преобразованием используют преобразование кода в какой либо промежуточный параметр (длительность импульса, число импульсов и др.), который затем преобразуется в аналоговый сигнал. Рассмотрим подробнее принципы построениия, расчета и проектирования этих классов преобразователей сигналов.