Раздел: Документация
0 ... 50 51 52 53 54 55 56 ... 82 Нетрудно увидеть, что в данном случае большее из входных напряжений проявляет себя как коммутирующее: от него зависит только знак выходного напряжения. Размер же выходного напряжения определяется меньшим входным напряжением. Преимущество фазочувствительного демодулятора рис. 7-5, в перед обычным кольцевым диодным демодулятором заключается в значительно более высокой точности преобразования, поскольку в данном случае прямые сопротивления диодов практически не влияют на величину £/вых. 7-4. Устройства выборки и хранения аналогового сигнала Устройства выборки и хранения (УВХ) аналогового сигнала находят достаточно широкое применение в электронной, и в частности измерительной, аппаратуре, показателем чего является серийный выпуск таких устройств в виде отдельных интегральных схем. Простейшее УВХ показано на рис. 7-6, а. Оно содержит ключ, который обычно выполняется на основе МОП-транзистора, запоминающий конденсатор и повторитель напряжения, выполненный на ОУ. При замкнутом ключе конденсатор заряжается до мгновенного значения UBX, происходит выборка. Когда ключ размыкается, запомненное напряжение сохраняется на конденсаторе и присутствует на выходных зажимах устройства. Находит применение также УВХ, выполненное по схеме рис. 7-6, б. Когда ключ замкнут, цепь представляет собой сглаживающий инвертирующий усилитель. При этом происходит заряд конденсатора С с постоянной времени CR2 до уровня UBXR2/Ri. При разомкнутом ключе запомненное на конденсаторе напряжение поддерживается на выходе ОУ. В обоих УВХ, схемы которых показаны на рис. 7-6, а и б, нежелательный разряд конденсатора в период храления происходит под действием входного тока ОУ и тока утечки закрытого ключа. Входное же сопротивление ОУ вызывает подобный разряд в меньшей степени, поскольку в обоих случаях ОУ охвачен глубокой отрицательной обратной связью. Добавление в УВХ еще одного ОУ позволяет ускорить заряд конденсатора в процессе выборки и увеличивает входное сопротивление устройства (рис. 7-6, в). Если в этом УВХ при замкнутом ключе напряжение на конденсаторе существенно отличается от UBX, то усилитель ОУ1 входит в режим ограничения и происходит быстрый перезаряд конденсатора под действием максимального выходного напряжения ОУ1 с постоянной времени Сгот, где г0Т — сопротивление замкнутого ключа. Когда конденсатор зарядится до уровня, при котором UBblx мало отличается от UBX, усилитель ОУ1 выйдет из режима ограничения и произойдет дозаряд конденсатора с постоянной времени ГотС/Кп, где Ка — петлевое усиление в замкнутом контуре. Одновременно с запоминанием в УВХ может происходить усиление сигнала. Для этого в УВХ по схеме рис. 7-6, в достаточно соединить выход ОУ2 с И-входом ОУ1 не непосредственно, а через резистивный делитель напряжения, как это делается в обычном инвертирующем усилителе. Для ускорения выборки целесообразно уменьшать емкость запоминающего конденсатора. Если же требуется хранение ин-  Рие. 7-6. Схемы устройств выборки и хранения формации в течение длительного времени, то нужно, наоборот, увеличивать емкость конденсатора. Для совмещения свойств быстрой выборки и малой погрешности при длительном хранении можно производить каскадное включение двух УВХ [5]. При этом первое из них содержит малую емкость и производит быстрое запоминание мгновенного значения <7ВХ. Второе УВХ имеет большую емкость, оно в течение требуемого времени запоминает выходное напряжение первого УВХ и затем длительно хранит его. 7-5. Функциональные преобразователи Функциональные преобразователи позволяют воспроизводить требуемую функциональную зависимость между выходным н входным сигналами Воспроизводятся сложные функциональные зависимости обычно путем кусочно-лнней-ной аппроксимации Вместе с тем имеется один класс зависимостей — логарифмические, которые достаточно хорошо можно воспроизвести непосредственно, не применяя аппроксимирующей функции Кусочно-лннейные функциональные преобразователи. Широко известны и применяются диодные функциональные преобразователи, в которых требуе- мая зависимость (7Еых от Usx достигается за счет использования нелинейных характеристик полупроводниковых диодов. Методы построения диодных функциональных преобразований описаны, например, в [43]. Мы же рассмотрим только принцип построения точных функциональных преобразователей, в которых применение ОУ позволяет практически исключить погрешности, вызываемые неидеальностью характеристики открытого днода. Для построения точных функциональных преобразователей применяются звенья, подобные рассмотренным выше выпрямителям среднего значения. Схема одного из возможных вариантов такого звена показана на рис. 7-7, а. Если равно нулю напряжение смещения t7CM, то работа этого устройства не отличается от работы соответствующего выпрямителя (см. рис. 7-1, а). При этом на зажимахпоявляется положительное напряжение только при (7вх<0, а на зажимах £1Х появляется отрицательное напряжение только Рнс. 7-7. Простейший функциональный преобразователь на основе ОУ (а) н его характеристики (б) тогда, когда £/Вх>0. Подача положительного или отрицательного напряжения смещения позволяет сместить влево илн вправо точку на осн UBx, начиная с которой значение (7Вых отлично от нуля (рис. 7-7, б). Крутизна наклонных участков кривых с7+]х н (У~!Хна графиках рис. 7-7, б определяется, очевидно, отношениями RdR\ и R3/Ri. Рассмотрим, каким образом с помощью звеньев, подобных показанному на рис. 7-7, а, можно воспроизвести сложную функциональную зависимость. Пусть требуется реализовать зависимость, представленную кривой 1 на рис. 7-8, а. Исходя из допустимой погрешности аппроксимации, находим аппроксимирующую кусочно-лннейную кривую 2. Как видим, в нашем примере эта кривая состоит нз трех линейных участков. Схема соответствующего функционального преобразователя показана на рис. 7-8, б. Первый участок кривой 2 (от У\ до уг) воспроизводится путем подачи сигнала Ux на И-вход ОУЗ через резистор R7. При этом напряжения, поступающие на ОУЗ и ОУ4 через резисторы R8 и R10 с выходов звеньев, построенных на основе ОУ1 и ОУ2, равны нулю. Начальное значение выходного сигнала (у\>0 при *i = 0) обеспечивается за счет подачи отрицательного напряжения смещения Ua на И-вход ОУ4. Зависимость Uv от Ux на первом участке, реализуемая усилителями ОУЗ и ОУ4, без учета постоянного смещения показана на рис. 7-8, а лучом 3. При переходе на второй участок кусочно-линейной кривой 2 необходимо уменьшить крутизну зависимости Uy от Ux. Это достигается благодаря тому, что при UxIR\>U0IRt. появляется отрицательное напряжение на выходе звена, построенного на основе ОУ1. Выходное напряжение, обеспечиваемое этим звеном, представлено лучом 4 на рис. 7-8, а. Наконец, при переходе со второго иа третий участок аппроксимации включается в работу звено содержащее ОУ2. При UxlRi>UolRii это звено выдает  6) исм>оис„=о им<о 0 ... 50 51 52 53 54 55 56 ... 82
|
