- •Предисловие
- •1. АНАЛОГОВЫЕ ФИЛЬТРЫ
- •1.1. Основные параметры
- •1.4. Активный фильтр первого порядка
- •1.8. Фильтры, построенные по методу переменных состояния
- •Контрольные вопросы
- •2.1.2.Превращение отрицательной обратной связи
- •2.1.3. Переход усилителя в режим генератора
- •2.3.2.Генератор на основе двойного Т-образного моста
- •2.4.1.Общие сведения
- •2.5. Кварцевые генераторы
- •2.5.1. Пьезоэлектрические преобразователи
- •2.5.3. Кварцевые генераторы
- •2.6.2. Таймеры
- •2.7.2. Широтно-импульсный модулятор
- •Контрольные вопросы
- •3. Преобразователи напряжений
- •3.1. Принцип действия
- •3.4. Инвертирующий и обратноходовый преобразователи
- •Контрольные вопросы
- •4.1. Линейные стабилизаторы
- •4.1.3. Упрощенные схемы мощных стабилизаторов напряжений
- •4.1.4. Существующие коммерчески доступные стабилизаторы напряжений
- •4.2. Импульсные стабилизаторы напряжений
- •4.2.1. Принцип действия
- •Контрольные вопросы
- •5. Электронные устройства дискретной автоматики
- •5.2 Детекторы уровня
- •Контрольные вопросы
- •6.1. Необходимость преобразования
- •6.3. Аналого-цифровые преобразователи
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
сопротивлением потерь могут вызвать неустойчивость работы стабилизатора – исчезает нуль в передаточной функции.
Разрядный диод. Обычные выпрямительные диоды нельзя использовать в качестве разрядных. Здесь необходимы диоды Шотткис ихвысоким быстродействием (малое время включения и
выключения) при малом падении напряжения на них.Диоды с очень коротким временем выключения могут стать причиной не-
устойчивой работы стабилизатора и источником электромагнитных помех.
Контрольные вопросы
1.Схемотехнические особенности источников опорных напряжений.
2.Принцип действия маломощных нерегулируемых и регулируемых стабилизаторов напряжений.
3.Принцип действия умощненных стабилизаторов напряжений.
4.Принцип действия схем ограничения токов в стабилизаторах напряжения.
5.Особенности использования нерегулируемых трехвыводовых стабилизаторов.
6.Особенности использования регулируемых трехвыводовых стабилизаторов.
7.Особенности использования многовыводовыхстабилизаторов.
8.Особенность эксплуатационныхпараметровстабилизаторов.
9.Принцип действия импульсного стабилизатора напряжения.
10.Проблема устойчивости работы импульсных стабилизаторов.
11.Влияние навесных элементов на устойчивость.
12.Особенности использования коммерчески доступных импульсных стабилизаторов напряжения.
5. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА ДИСКРЕТНОЙ АВТОМАТИКИ
5.1.Детекторынуля
Всистемах дискретной автоматики приходится сравнивать испытуемое напряжение с нулевым напряжением, т.е. определять, отлично ли оно от нуля.Такие устройства называют детектором
136
нуля. В качестве нулевого напряжения здесь применяется потенциал общей точки отсчета напряжений или общей шины.
Детектор нуля легко построить на обычном операционном усилителе, например с двухполярным питанием. Одна извозможных схем такого устройства приведена на рис. 5.1, а.
|
+Uп |
|
Uвых |
Uвых |
|
Uвх(t) |
|
+Uп |
+Uп |
|
|
+ |
Uвых |
|
|||
|
–Uвх н |
|
|
||
|
ОУ |
|
|
|
|
|
– |
|
0 +Uвх н Uвх |
|
|
|
–Uп |
|
0 |
Uвх |
|
|
|
–Uп |
–Uп |
|
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
|
|
|
|
а |
|
б |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.1 |
|
|
Операционный усилитель ОУ включен по неинвертирующей схеме. Положим теперь, что применен ОУ типа R-tо-R (т.е.
maxUвых =Uп), Uп= ± 5В иKu = 105...106. Тогда усилитель насыщается при Uвх н= 5В/(105...106) = 5...50 мкВ. Переходная характе-
ристика усилителя приведена на рис. 5.1, б. Только при 0< Uвх < < Uвхн онработает в усилительном режиме,т. е. выполняется со-
отношение Uвых = Uвх Ku. При Uвх≥ Uвхн усилитель насыщен и еговыходное напряжение оказывается постоянным,не зависящим
от Uвх (рис. 5.1, в).
Таким образом, если выходное напряжение схемы рис. 5.1, а оказывается равным Uп, то это значит, что испытуемое напряжение Uвх(t) стало отличным от нуля. Погрешность сравнения с ну-
лем не превышает Uвхн. Это иестьдетектор нуля.
Двухполярное питание ОУ позволяет строить детекторы нуля, определяющие знак испытуемого напряжения (рис. 5.2).
Детекторы нуля можно строить и на ОУ с однополярным питанием (рис. 5.3).
В случае использования реальных операционных усилителей, как и в обычных устройствах, погрешность детектирования будет дополнительно зависеть от входных токов смещения и напряжения сдвига ОУ.
137
Детекторы нуля можно применять для преобразования напряжений Uвх(t) произвольной формы в напряжения прямоугольной формы (рис. 5.4).
Uвх(t) |
|
|
Uвых |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
Uвх(t) |
|
|
Uвых |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> 0 |
|
|
+Uп |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< 0 |
|
|
–Uп |
||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||||||||||
–Uвх(t) |
|
|
Uвых |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
Uвх(t) |
|
|
Uвых |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> 0 |
|
|
–Uп |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< 0 |
|
|
+Uп |
||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Uвх(t) |
|
+Uп |
|
|
Uвх(t) |
|
|
Uвых |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
Uвых |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> 0 |
|
|
+Uп |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
Рис. 5.3 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так например Uвх(t) , имеющее треугольную форму (рис.5.4,б), преобразуется схемой на рис. 5.4, а в напряжение прямоугольной формы (рис. 5.4,в),еслинаблюдатьего вточке А схемы.
Дополнив схему конденсатором С, можно определять моменты времени,когда Uвх(t) становится равным нулю (рис. 5.4,г). Естест-
венно, это возможно, если постоянная времениτ = R2C много меньше периода Т следования Uвх(t). Разнополярные пики напря-
жения, наблюдаемые в точке В схемы, соответствуют моментам равенства Uвх(t) нулю. Временные отметки окажутся тем более
четкими,чем глубже неравенство τ << Т.
138
|
|
+Uп |
|
C |
|
|
|
|
|
+ |
|
A |
B |
|
VD |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвх(t) |
–Uп |
|
R1 |
|
R2 |
Rн |
Uн |
|
|
|
|
|||||
а |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвх(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
+Uп |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
–Uп |
|
|
|
|
|
|
|
|
UА |
|
|
|
|
|
|
|
|
+Uп |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
t |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–Uп |
|
|
|
|
|
|
|
|
UВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+Uп |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
t |
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–Uп |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uн |
|
|
|
|
|
|
|
|
+Uп |
|
|
|
|
|
|
|
д |
0 |
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.4 |
|
|
|
139