4. Эквиваленты конденсаторов

Уменьшение емкости постоянного конденсатора. Включение конденсатора в цепь ОС активного элемента позволяет управлять эквивалентной емкостью с помощью резистора. Эквивалентная ем­кость конденсатора в схеме на рис. 2.19 зависит от потенциала, до которого он может зарядится при действии входного сигнала. При изменении напряжения, поступающего на вторую обкладку конденса­тора, появляется возможность менять эквивалентную емкость. Если на базы транзисторов VT2 иVT4 с резистораR подается половина напряжения, то эквивалентная емкость будет в два раза меньше ем­кости конденсатора. Подобным способом можно изменять емкость в 1000 раз. Для уменьшения габаритов устройства транзисторыVT1 иVT2 можно заменить интегральной микросхемой К101КТ1, а тран­зисторыVT3 иVT4 — К124КТ1 (К162КТ1).

Увеличение емкости постоянного конденсатора. Подключением конденсатора в цепь ООС усилителя можно изменить эквивалентную емкость конденсатора С_экв=С (1 — K). Усилитель должен менять ко­эффициент усиления с переворотом фазы сигнала. Коэффициент уси­ления можно регулировать с помощью резистораR2 (рис. 2.20). Большое входное сопротивление усилителя сводит к минимуму токи утечки электронного конденсатора.

Переменный конденсатор на ОУ. Конденсатор постоянной емко­сти (на схеме рис. 2.21, о) превращается в переменный за счет изме­нения коэффициента усиления ОУ. Эквивалентная емкость его равна C_ЭКB=C(l + R₂/R₁), гдеR₁ и R₂— части потенциометраR. Таким об­разом, эквивалентная емкость зависит от угла поворота движка по тенциометра. Грубое и плавное изменение коэффициента передачи, а следовательно и эквивалентной емкости возможно во второй схеме на рис. 2.21,6. ЗдесьC_ЭKВ = C[1+R₂/R₁+ R₃/R₄+R₂R₃/R₁R₄].

Рис. 2.19

Рис. 2.20 Рис. 2.21

5. Эквиваленты диодов и транзисторов

Идеальный диод. Полупроводниковые диоды не пригодны для выпрямления малых сигналов. Это обусловлено тем, что для появления проводимости кремниевым диодам требуется напряжение прямого смещения около 0,7 В, а германиевым — около 0,3 В. Если диод включить на выходе ОУ, то пороговые напряжения диодов будут уменьшены в Kу.и раз, гдеK_у-u— коэффициент усиления ин­тегральной микросхемы. В результате этого диод начинает прово­дить при входных сигналах в несколько милливольт.

Первая схема на рис. 2.22 имеет коэффициент усиления, равный единице. Во второй схеме коэффициент усиления можно менять при изменении сопротивлений резисторов Kу.и = 1 + R₂/R₁.

Управляемый идеальный диод. Для настройки схемы на вход ОУ следует подать напряжение смещения ±304-50 мВ. Это смещение необходимо для выравнивания разбросов падения напряжения на диодах. В сбалансированной схеме при отрицательной полярности входного напряжения на выходе остается нуль. При входном напря­жении 10 В на выходе будет приблизительно 1 мВ. Для положитель­ного входного напряжения схема работает как диод в прямом на­правлении. Коэффициент усиления схемы равенRd(Ri+R₂). Выход­ной ток схемы определяется сопротивлением резистораR1. Для уве­личения выходного тока необходимо поставить два транзистора. ТранзисторVT1 (рис. 2.23) разгружает интегральную микросхему от большого тока при отрицательной полярности входного сигнала. Положительная полярность входного сигнала проходит через тран­зисторVT2. Он же определяет выходной ток. В транзисторной схеме коэффициент усиления равен 0,99. Для уменьшения шумового сигна­ла на выходе параллельно диодуVD1 следует включить конденса­тор, уменьшающий граничную частоту работы схемы. Без конденса­тора граничная частота равна 200 кГц.

Рис. 2.22

Рис. 2.23

Рис. 2.24

Стабилизация характеристик транзисторов. Применение ООС для транзисторов, у которых выходные характеристики сильно изме­няют свою форму с увеличением базового тока, позволяет значитель­но улучшить эти характеристики. Схема устройства приведена на рис. 2.24, а. На рис. 2.24,5 приведены характеристики транзистора без ОС, а на рис. 2.24, в — с учетом элементов ОС. В результате этого коэффициент передачи транзистора изменился с 60 на 10 при коллекторном напряжении 20 В. На рис. 2.24, г приведены характе­ристики с уменьшенным эмиттерным сопротивлением. Коэффициент передачи транзистора в этом случае равен 20.