Микроэлектроника
.pdf12. Приведите схему деления двух аналоговых сигналов с использованием аналогового перемножителя, получите выражения для Uвых и поясните условия правильного функционирования.
Делитель аналоговых сигналов может быть построен на основе перемножителя и операционного усилителя. Перемножитель включается в цепь обратной связи операционного усилителя, а операционный усилитель может быть включен как по инвертирующей, так и по не инвертирующей.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Инвертирующие включение схемы |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх = |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
= |
вых |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для идеального случая |
|
= |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
|
|||
|
|
вых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
|
|
=> вых = |
|
|
|
; |
|
– универсальность |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
||
Единственное условие: должна действовать OOC, поэтому делитель 4 |
квадратного |
|||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
перемножения, является 2-квадратным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Uy– любое, Ux ≥ 0, Если <0, |
то обратная связь будет положительной и схема |
|||||||||||||||||||||
возбуждается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Не инвертирующие включение схемы.
В силу идеальности = 0, то =
= вых => вых = 1
Uy– любое, Ux < 0
Недостатки: нельзя изменить коэффициент передачи
13. Приведите схему ячейки "идеальный диод", диаграммы её работы, поясните принцип действия.
вх > 0 вых = −обр |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
< 0 |
= − |
|
|||
1 |
||||||
вх |
вых |
|
вх |
При вх < 0 открывается VD2 при Uак=0,5В.Для этого необходимо, чтобы вх = Аак = 0,5/100000 = 5микроВольт; т.е. почти мгновенное открытье VD2. При 1 = 2;
вых = −вх. Rвых разное по полуволнам: При вх > 0 вых = 2; При вх < 0 вых = 0. Если в схеме перевернуть все диоды, то можно обрабатывать другую полуволну.
Опорного напряжение для изменения порога срабатывания (без него отрываемR). При
открытом VD2 и наличии Uоп: вых = − 2 вх − 2 оп
1
14. Приведите схему двухполупериодного выпрямителя на ОУ ("точный выпрямитель"). Поясните принцип действия. Определите выходное напряжение.
Пусть все R равны между собой.
1) Положительная полуволна, на выходе DA1 становится (-). VD1 – открывается, VD2 –
закрывается. А = − 2 вх = −вх. Неинвертирующий вход DA1 через R3 и 1
1
виртуально заземлен, следовательно, DA2 – неинвертирующий масштабный усилитель
для А: вых = − 5 А = −А = − − вх = вх, т.е. = 1.
4
2) Отрицательная полуволна, на выходе DA1 становится (+).VD1 – закрывается, VD2 – открывается. DA1 – инвертирующий масштабный усилитель; 3|| 4 + 2 через
|
= 0, т.е. |
= |
. = − |
3 2+ 4 |
|
= − 2. Для DA2 – неинвертирующий |
||||||||
|
|
|
||||||||||||
2 |
Б |
В |
1 |
1 2+ 3 |
+ 4 |
|
3 |
Б |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
масштабный усилитель, следовательно, |
|
= |
1 + |
|
5 |
= |
3 |
; 2 = |
3 |
; |
||||
|
|
2+ 4 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
вых |
|
|
|
Б |
2 |
Б |
2 |
|
||
следовательно, = −1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15. Приведите схему генератора линейно изменяющегося напряжения на ОУ, |
|||||||||||
диаграммы работы. Поясните принцип действия. |
|
|
|
|
|||||||
В исходном состоянии, когда на управляющем входе действует напряжение =0, полевой |
|||||||||||
|
|
транзистор |
открыт |
и |
сопротивление |
канала |
|||||
510k |
|
минимальное rk, при этом на выходе |
и |
на |
|||||||
|
C |
конденсаторе напряжение оп . При подаче на вход |
|||||||||
R |
|
отрицательного |
напряжения (т.к. канал n – |
типа), |
|||||||
|
длительность которого соответствует времени прямого |
||||||||||
|
|
||||||||||
|
|
хода |
пилы , |
VT |
закрывается, при условии |
|
> |
||||
Uоп |
|
|
|
пх |
|
|
|
|
|
|
|
|
отс |
и начинается заряд конденсатора от источника |
|||||||||
Uстроб |
|
||||||||||
|
|
оп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= оп ; |
оп |
< . |
Когда Uзи=0 транзистор |
||||||
Uвых |
|
|
|
пх |
|
нас |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
открывается, конденсатор разряжается через транзистор, |
|||||||||||
|
|||||||||||
|
раз зар. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Требования: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1) быстродействие ОУ должно обеспечивать время |
||||||||||
обратного хода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Конденсатор должен обладать малыми утечками |
|
|
|
|
|
||||||
3) транзистор с минимальными утечками. |
|
|
|
|
|
|
|