АНАЛОГОВАЯ МИРОЭЛЕКТРОНИКА 7 страница

140УД6, 140УД8,153УД6, LF411 ….

2. Быстродействующие усилители при средних точностных параметрах имеют высокие динамические характеристики:

f1=(20…1000)МГц; VH=(10…1000)В/мкс.

574УДЗ, 154УД4, AD825, AD8042, LM6165.

3. Прецизионные усилителиимеют высокий дифференциальный коэффициент усиления по напряжению, малые напряжения смещения нуля, малые входные токи и, как правило, низкое быстродействие. Ради­кально уменьшить смещение нуля позволяет применение модуляции-демоду­ляции (МДМ) либо периодическая компенсация дрейфа (прерывание).

140УД13 (МДМ);

AD707, 140УД26, МАХ400М (без прерывания);

140УД24, МАХ430, AD8571 (с прерыванием).

4. Микромощные усилителииспользуются в приборах, получающих питание от гальванических или аккумуляторных батарей. Эти усилители потребляют очень малый ток от источников питания. Все другие параметры (особенно быстродействие) у них обычно невысокие.

МАХ406 потребляет ток не более 1.2 мкА.

Появился целый класс микросхем (так называемых наноамперных), работающих при напряжении питания 3 В и потребляющих при этом ток менее 1 мкА

TLV2401 (880 нА);

сдвоенный LMС6442 (950 нА на усилитель).

5. Программируемый ОУ позволяет найти компромисс между малым потреблением и низким быстродействием. Для этого он имеет специальный вывод, который через внешний резистор соединяется с общей точкой или источником питания определенной полярности. Уменьшение этого резистора приводит к увеличению быстродействия ОУ и увеличению потребляемого тока. Увеличение — к обратному результату.

140УД12, 1407УД2.

Обычная величина тока потребления для микромощных и программируемых ОУ— десятки микроампер.

Микро­мощные ОУ, как правило, допускают питание от весьма низких напряжений.

МАХ480 допускает работу от источников с напряжением ±0.8...±18 В при токе потребления 15 мкА.

6.ОУ с однополярным питанием применяют для усиления однополярных сигналов. Это по­зволит питать усилитель от одной батареи или даже элемента, например от ли­тиевого элемента напряжением 3 В.

МАХ495, потребляющий от однополярного источника ток 150 мкА.

7.Многоканаль­ные усилители-это микросхемы, имеющие на одном кристалле два, три или четыре од­нотипных ОУ.

140УД20 имеет в своем составе два ОУ 140УД7;

МАХ406/407/409 включают соответственно один, два и четыре однотипных усилителя.

9. Высоковольтные ОУдля управления, например, пьезоэлектрическими преобразователя­ми. К высоковольтным относят операционные усилители, имеющие разность положительного и отрицательно­го питающих напряжений свыше 50 В.

полупроводниковый интегральный ОУ РА41 с номинальным напряжением питания ±175 В, выходным напряжени­ем ±165 В и выходным током до 60 мА;

гибридный РА89 с напряжением питания до ±600 В и вы­ходным током до 75 мА. Он может обеспечить на нагрузке размах напряжения до ±570 В.

10. Мощные ОУ. К мощным обычно относят усилители, допускающие выходной ток свыше 100 мА.

LМ12 с выходным током до 10 А и рассеиваемой мощностью до 90 Вт;

РАОЗ с выходным током до 30 А и максимальной рассеиваемой мощностью до 500 Вт.

 

Интегральные компараторы напряжения

 

Компаратор — быстродействующий дифференциальный усили­тель постоянного тока с большим усилением, отсутствием насыщения, малым смеще­нием нуля и логическим выходом.

Схемы многих современных компараторов имеют стробирующий вход для синхронизации, а некоторые модификации снабжены на выходе триг­герами-защелками, фиксирующими состояние выхода компаратора в мо­мент прихода синхроимпульса.

Компараторы предназначены для преобразования аналоговых сигналов в цифровые.

Для согласования выходных сигналов компаратора с логическими уровнями цифровых микросхем в выходном каскаде компаратора эмиттер, как правило, заземлен, а выходной сигнал снимается с «открытого» коллектора. Выходные транзисторы некоторых типов компарато­ров имеют открытые и коллектор и эмиттер.

В первой схемевыходной транзистор компаратора включен по схеме с общим эмиттером (ОЭ). При Uп.ц=+5В

к выходу можно подключать входы ТТЛ, nМОП- и КМОП-логику с напряжени­ем питания 5 В. Для управления КМОП-логикой с более высоким напряжени­ем питания следует верхний вывод резистора подключить к источнику питания используемой цифровой микросхемы.

==
Uвых
Rк
Uп.ц
Uвх1
Uвх2
==
Uвых
+Uп
Uвх1
Uвх2
-Uп
Rэ

Если требуется изменение выходного напряжения компаратора в пределах от +Uп до — Uп, выходной каскад включается по схеме эмиттерного повторителя (ЭП). При этом заметно снижается быстродействие компаратора и, кроме того, выходной сигнал компаратора ин­вертируется относительно входного.

Компаратор с гистерезисом

Для получения компаратора с передаточной характеристикой, имеющей гистерезис, дополнительно вводят неглубокую ПОС.

Uвх
==
Uвых
R2
R1
Uвх
Uоп
+Uп.ц
Uвых
Uср
Uотп
Rк

Пороговые напряжения определяются по формулам

 

 

Обычно выбирают

тогда получают

 

Из-за ассиметрии выходного напряжения петля гистерезиса так же не симметрична относительно опорного напряжения.

Некоторые модели интегральных компараторов имеют внутреннюю неглубокую положительную обратную связь, обеспечивающую их переходной характеристике гистерезис с шириной петли, соизмеримой с напряжением смещения нуля.

 

Двухпороговый компаратор

Двухпороговый компаратор, или компаратор «с окном», фиксирует, нахо­дится ли входное напряжение между двумя заданными пороговыми напряже­ниями или вне этого диапазона.

Для реализации такой функции выходные сигналы двух компараторов не­обходимо подвергнуть операции логического умножения (конъюнкция): на выходе логического элемента единичный уровень сиг­нала будет иметь место тогда, когда выполняется условие



Uвх
так как в этом случае на выходах обоих компараторов будут единичные логиче­ские уровни.

==
Uвх
Uоп1
Y
&
==
Uоп2
КН1
КН2
U
Uоп2
Uоп1
X2
X1
X1
X2
Y

 

Если компараторы имеют выходы с открытым кол­лектором, то подключение двух или несколько выходов к общему нагрузочному ре­зистору, подключенному к напряжению питания, реализует (если логической единице соответствует высокий уровень напряжения) операцию логическо­го умножения — «проводное (монтажное) И».

 

 

==  
Uвых
R1
Uвх
+Uп.ц
Rк
==
КН1
КН2
Uоп1
Uоп2
R2
R3

Значение опорных напряжений определяется выбором резисторов R1, R2 и R3.

 

На основе компараторов можно реализовать большое количество устройств различного назначения: релаксационные генераторы различных видов, аналоговые логические элементы, триггеры, формирователи временных интервалов, частотные и широтно-импульсные модуляторы и др.

Все многообразие выпускаемых промышленностью компараторов можно разделить на:

1. Универсальные с средними характеристиками быстродействия, точности и энергопотреблния.

2. Прецизионные, имеющие повышенную точность, но невысокое быстродействие.

3. Быстродействующие, имеющие малое время переключения, но высокое энергопотребление.

4. Микромощные с низким энергопотреблением, средней точностью и очень низким быстродействием.

 

521 СА1, 521СА3, 554СА1(3) - ТТЛ

597?СА….. -ЭСЛ

 

Аналоговый таймер

 

Таймерами называются устройства для точного задания временных интерва­лов.

Первый интегральный таймер NЕ555 (отечественный аналог — 1006ВИ1).был разработан в 1972 г. в США. В настоящее время эта схема считается класси­ческой.

 

Основой таймера является двухпороговый компаратор, включающий

==  
GND
R
+Uп
==
КН1
КН2
Uоп
Uвых
R
S  
T
E
R
R
Вход
VT1
VT2
VT3
Порог
Разрешение
Разряд
два компаратора (КН1 и КН2) и RS-триггер, фиксирующий состояние выхода. Триггер управляет двухтактным, симмет­ричным выходным каскадом на транзисторах VT1 и VT2 , обеспечивающим выходной ток до 250 мА. Кроме того, инверсный выход триггера управляет раз­рядным ключом на транзисторе VT3. Триггер имеет вход разрешения Е. На неинвертирующий вход компаратора КН1 (вывод 5), при необходимости может быть подано опорное напряжение от внешнего источника или подключен конденсатор, сглаживающий помехи, приходящие по цепи источника питания.

Ждущий мультивибратор на NE555

+Uп
Uвых
R
C
Uвх
NE555 1006ВИ1
tи
U6
Uвых
Uвх

Длительность импульса равна

 

+Uп
Uвых
R
C
Uср
NE555 1006ВИ1
tи
U6
Uвых
R1
tп
Uотп
,
Автоколебательный мультивибратор

В автоколебательном режиме длительность импульса и паузы не равны

 

Период и частота соответственно равны

 

 

Типы интегральных таймеров

Интегральные таймеры классифицируются по следующим признакам:

• внутренняя схемотехника и технология — биполярные и КМОП\

число тактов мультивибратора на формируемом интервале времени — одноактные и многоактные.

Таймер NE555 выполнен по биполярной технологии. Он потребляет от источника сравнительно большой ток (10 мА). Входные токи его также сравнительно велики (0.5 мкА). Последнее обстоятельство сущест­венно затрудняет построение таймеров, способных формировать большие за­держки времени. Ток заряда времязадающего конденсаторазави­сит от номинала резистора R, и напряжения питания Uп. Минимальная величи­на этого тока достигается в конце формируемого интервала времени и составляет

Для обеспечения высокой точности отсчета интервала времени следует обеспечивать

где — входной ток таймера.

Для таймера NE555 максимальная величина сопротивления резистора R, при U=15В составит 200 кОм. При емкости времязадающего конденсатора С = 1 мкФ максимальная длительность импульса не превысит 0.22 с.

Таймер IСМ7555, представляет собой КМОП-вариант таймера NE555. Он потребляет от источника питания всего 0.12мА (при U= 15В). Входные токи этой микросхемы не превышают 50 пА. Это дает возможность получить максимальную длительность импульса 2200 с (примерно 37 мин) при сопротивлении времязадающего резистора R = 2 ГОм.

Многотактные таймеры применяются, если требуется обеспечить длительность им­пульса, измеряемую часами. Для этого в схему таймера вводят электронный цифровой счетчик, с помощью которого производится

умножение посто­янной времени RС-цепи на коэффициент пересчета счетчика.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
АНАЛОГОВАЯ МИРОЭЛЕКТРОНИКА 6 страница | Топография поверхностно лежащих мышц


Дата добавления: 2017-11-04; просмотров: 11; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2017 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.016 сек.