Маломощные диоды с малыми токами утечки + стабилитроны.
Диоды включены встречно => ток не идет, пока не будет превышено огр.
Иначе – диоды проводят ток, подключая к схеме стабилитрон и уменьшая К . Если вых превышает огр, проводят ток D1 и D3, иначе ток идет через D2 и D4.
|
+ − ( стаб) |
|
||
= |
2 |
|
, стаб < вых. |
|
стаб |
||||
|
|
|||
14. Схема дифференцирования
Выходное напряжение пропорционально скорости изменения входного.
Пропускает только переменную составляющую вх , а К увеличивается при увеличении скорости изменения вх.
|
|
|
= |
|
= |
|
, |
= − . |
||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Но |
= |
= − => |
|
|
|
|
|
|
||
вых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вых = − |
|
. |
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
15. Нескорректированный дифференциатор
•Уменьшение реактивного сопротивления XC c увеличением приводит
ктому, что схема имеет высокий К по отношению к ВЧсоставляющим на входе (+шум!), даже если их частота лежит выше полосы частот полезного сигнала.
•Тенденция к потере устойчивости в той области частот, где АЧХ дифференциатора с подъемом 6 дб/окт.
•АЧХ разомкнутого контура ОС имеет в некоторой части диапазона спад 12дб/окт => возможно самовозбуждение.
16. Меры по стабилизации дифференциатора
•Ск выбирается так, что участок АЧХ со спадом 6 дБ/окт начинался на частоте выше максимальной частоты полезного
дифференцируемого сигнала 2 = 21 к => уменьшается доля ВЧ-шумов в выходном сигнале.
•Rк ограничивает К на ВЧ => динамическая устойчивость и уменьшение вых=> горизонтальный участок АЧХ и прекращение дифференцирования на частотах выше 1 = 21 кС
к = кС и 1 = 2.
22
17. Частотный фильтр на основе дифференциатора
АЧХ активного ПФ с крутизной склонов 6 дБ/окт.
Полоса пропускания 1 = 21 кС и 2 = 21 к. В этом диапазоне К =
.к
18. Схема логарифмического преобразователя
Полупроводниковый диод – логарифмическая характеристика p-n-
перехода:
=> Диод и транзистор можно использовать для получения логарифмической зависимости.
19. Логарифмический усилитель с использованием диода
23
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ( |
|
|
|
|
|
|
|
− 1) ≈ |
|
|
||||
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решим уравнение относительно |
= |
: |
= + |
|
, |
||
|
|||||||
|
|
|
вых |
|
0 |
|
|
вых = = ( − 0)
1= 1 = 1
вых = ( 1 − 0)
1
Полярность вых определяется направлением включения диода.
Изменение входного тока в пределах трех декад.
20. Логарифмический усилитель с использованием транзистора
В цепи ОС транзистор включен по схеме с общей базой.
24
К = −1, решим уравнение относительно UБЭ:
вых = БЭ = ( 1 − ЭО)
1
вых будет отрицательным при положительном вх.
При использовании p-n-p транзистора можно получить положительное вых при отрицательном вх.
21. Усовершенствованная схема логарифмического усилителя
•1, подсоединенное к неинвертирующему входу => компенсация тока смещения см
•Э обеспечивает большое сопротивление нагрузки ОУ, выбирается так, чтобы обеспечить и необходимый ток
нагрузки нагр, и максимальный эмиттерный ток Э : Э =
вых оу
Э + нагр
22. Схема антилогарифмического усилителя
25
Антилогарифм=экспонента от логарифма
Аетилогарифмический |
усилитель |
– |
устройство |
с |
экспоненциальной характеристикой
23.Схема умножения
( ) = +
Логарифмы U1 и U2 суммируются как lnU1+lnU2
Для нахождения U1*U2 находится антилогарифм от суммы.
Если ос ОЗ = 1 2 О1 О2 , то вых4 = 1 2.
26
ДВУХКВАДРАНТНЫЕ умножители могут работать только при одной полярности сигналов на одном из входов; четырехквадрантные – работают при любой полярности сигналов на обоих входах.
24. Схема деления
( ) = −
Использование дифференциального усилителя вместо инвертирующего сумматора.
Если ос ОЗ = 1, то вых4 = 1/2 .
Используется в схемах модуляторов, демодуляторов, фазовых детекторов, в
аналоговых вычислительных устройствах, используемых при управлении ТП,
генерировании нелинейных колебаний и для линеаризации выходных сигналов преобразователей (датчиков).
25. Функциональные преобразователи Аппроксимация нелинейной последовательностью прямолинейных
отрезков, имеющих различный наклон.
27
26. Сжатия (компрессия) сигнала
Сигнал может иметь широкий динамический диапазон и отрегулировать его не представляется возможным.
Если масштаб сигнала уменьшить линейно, то информация, соответствующая малым уровням напряжений, будет затемняться шумами, выделить ее будет трудно. Если же масштаб сигнала уменьшается по логарифмическому закону
(компрессия), то большие значения напряжения уменьшаются больше, чем малые значения.
28
Генераторы сигналов – Лекция 8
Генератор
Генератор (осциллятор) – электронное устройство для преобразования
электрической энергии от источника постоянного тока в периодический
сигнал (осцилляции). Виды:
•со обратной связью (усилитель – ОУ или транзистор, охваченные положительной обратной связью – ПОС)
•релаксационный (триггер Шмидта либо другое устройство с изменяемым состоянием для разрядки C через R в RC-цепи.
Положительная обратная связь
Часть выходного напряжения усилителя подаётся обратно на вход без фазового сдвига, что приводит к усилению выходного сигнала. Синфазное напряжение ОС Vf усиливается для создания выходного напряжения Vout
которое, в свою очередь, создает напряжение ОС. → петля, в которой сигнал поддерживает себя, создавая непрерывный синусоидальный сигнал на выходе
→ колебания.
29
Условия устойчивости колебаний (БАРКГАУЗЕНА)
Условия запуска колебаний
При запуске колебаний в момент времени t0, условие Aci > 1 заставляет амплитуду синусоидального выходного напряжения расти до желаемого уровня. Затем Aci падает до 1 и сохраняет желаемую амплитуду.
RC-генераторы
RC-генераторы – генераторы с ПОС, использующие RC-цепи для получения синусоидальных сигналов на выходе. Используется для генерации сигналов с частотой до 1 МГц.
Типовые схемы:
• Генератор с мостом Вина
30