- •Конспект лекций по курсу "аналоговая схемотехника"
- •Конспект лекций по курсу "аналоговая схемотехника"
- •1. Аналоговые ключи и коммутаторы
- •1.1. Ключ на полевом транзисторе с управляющим p-n - переходом
- •1.2. Аналоговые ключи на кмоп – транзисторах
- •1.3. Диодный коммутатор
- •1.4. Мультиплексоры аналоговых сигналов
- •1.5. Аналоговые коммутаторы на базе операционного усилителя
- •1.6. Контрольные вопросы
- •2. Компараторы сигналов
- •2.1. Простейшие компараторы
- •2.2. Компаратор с пос (триггер Шмидта)
- •2.3. Ограничение выходного напряжения
- •2.4. Компаратор с окном
- •2.5. Интегральные схемы компараторов
- •2.6. Контрольные вопросы
- •3. Схемы для измерительных систем
- •3.1. Схемы выборки - хранения
- •3.2. Точный выпрямитель
- •3.3. Увеличение выходного тока оу
- •3.4. Источники тока на оу
- •3.5. Источник тока на интегральной микросхеме lm117
- •3.6. Контрольные вопросы
- •4. Источники питания
- •4.1. Структурная схема источника питания
- •4.2. Стабилизаторы напряжения
- •4.3. Параметрические стабилизаторы
- •Контрольные вопросы
- •5. Компенсационные стабилизаторы с непрерывным регулированием
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Работа компенсационного стабилизатора непрерывного действия
- •5.3. Составной транзистор
- •5.4. Расчет компенсационного стабилизатора напряжений непрерывного действия
- •5.5. Ограничение выходного тока стабилизатора
- •5.6. Контрольные вопросы
- •6. Схемы стабилизаторов компенсационного типа на интегральных схемах
- •6.1. Трехвыводные схемы стабилизаторов
- •6.2. Увеличение выходного тока стабилизатора.
- •6.3. Некоторые схемы стабилизаторов на интегральных схемах
- •Контрольные вопросы
- •Модуль № 2
- •7. Импульсные стабилизаторы
- •7.1. Общие положения
- •7.2. Вторичные импульсные стабилизаторы
- •7.3. Понижающий импульсный стабилизатор
- •7.4. Повышающий импульсный стабилизатор
- •7.5. Первичные импульсные стабилизаторы
- •7.6. Контрольные вопросы
- •8. Цифро-аналоговые преобразователи
- •8.1. Классификация цап
- •8.2. Последовательный цап с широтно-импульсной модуляцией
- •8.3. Последовательный цап на переключаемых конденсаторах
- •8.5. Цап на основе матрицы типа r – 2r
- •8.6. Построение цап с электронными ключами
- •8.7. Интерфейсы цап
- •8.8. Цап с последовательным интерфейсом входных данных
- •8.9. Цап с параллельным интерфейсом входных данных
- •Контрольные вопросы
- •9. Аналого-цифровые преобразователи
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Параллельные ацп
- •9.3. Последовательно – параллельный ацп
- •9.4. Ацп последовательного приближения
- •Интегрирующий ацп
- •9.6. Преобразователь напряжения - частота
- •9.7. Контрольные вопросы
- •10. Интерфейсы ацп
- •10.1. Способы организации ввода данных ацп в вычислительных системах
- •10.2. Ацп с параллельным интерфейсом выходных данных
- •10.3. Ацп с последовательным интерфейсом выходных данных
- •10.4. Системы ввода аналоговых сигналов и микроконверторы
- •10.5. Контрольные вопросы
- •11. Генераторы сигналов на оу
- •11.2. Генераторы колебаний прямоугольной формы
- •11.2. Генератор сигналов треугольной формы
- •11.3. Генератор синусоидальных сигналов с мостом Вина
- •11.4. Контрольные вопросы
- •Список использованной литературы
2.2. Компаратор с пос (триггер Шмидта)
Компаратор – детектор нуля с положительной обратной связью показан на рис. 11.3.
ПОС обеспечивается делителем напряженияR1, R2. Так как напряжение на выходе может принимать значения Uнас, то пороговое напряжение Uпор = Uнас (R2/(R1+R2 )) = Uнас . Обратите внимание, что коэффициент передачи делителя мал. Величина напряжения Uпор должна незначительно превышать максимальную величину напряжения помехи. Для анализа работы схемы предположим, что Uвх < Uпор. Тогда напряжение на положительном входе операционного усилителя напряжение будет больше чем на отрицательном и выходное напряжение будет равно +Uнас. Пороговое напряжение будет равно Uпор = +Uнас . Если теперь входное напряжение увеличивать, то переключение схемы произойдет при Uвх =Uпор = +Uнас . Напряжение на выходе меняет знак и будет равно - Uнас, а пороговое напряжение станет равным Uпор = -Uнас . Теперь схема переключится при входном напряжении равном Uвх =Uпор = -Uнас . Таким образом, при возрастании входного напряжения схема переключается при Uпор = +Uнас , а при уменьшении напряжения при Uпор = -Uнас . Если размах напряжения помехи меньше 2Uпор, то ложных переключений схемы не произойдет, как показано на рис.11.4.
Работу компаратора удобно рассматривать по передаточной характерисики, поредставленной на рис.11.5. Когда какая-либо схема переходит из одного состояние в другое под воздействием входного сигнала одной величины, а возвращается в прежнее состояние под воздействием другой величины, про схему говорят, что она обладает гистерезисом.
Так как компаратор преобразует входной сигнал синусоидальной или другой формы в выходной прямоугольный сигнал, его называют схемой формирования прямоугольных импульсов. Схемы с триггерным изменением выходного напряжения при прохожденииUвх через пороговые уровни называются схемами триггера Шмитта.
2.3. Ограничение выходного напряжения
В рассмотренных схемах выходной сигнал изменяется от +Uнас до -Uнас. Обычно выход компаратора подключается к цифровым схемам. Возникает задача согласования выходного сигнала компаратора с уровнями входных сигналов цифровых схем. Ограничить уровни сигналов на выходе компаратора можно с помощью стабилитронов, включенных в обратную связь ОУ как показано на рис.11.6.
ЕслиUвх < 0, то Uвых стремится к +Uнас, и когда достигнет напряжения пробоя стабилитрона Uст, стабилитрон проводит ток. при этом Uвых = Uст (например +5 В). При изменении Uвх изменяется Iст, а Uст = const и Uвых будет ограничено на уровне Uст. Эта схема превосходный источник опорного напряжения. Любая нагрузка, подключенная к выходу ОУ, потребляет ток от ОУ, а не от стабилитрона; при этом на нагрузке будет падать неизменное по величине напряжение.
ЕслиUвх > 0, то ток стабилитрона изменит направление, стабилитрон будет смещен в прямом направлении и на нем будет падать 0,6 В как и на любом кремниевом диоде. На выходе будет напряжение равное –0,6 В, а не (-Uнас). На рис.11.7 показаны графики напряжений на входе и на выходе схемы.
Для симметричного ограничения сигнала два стабилитрона включаются встречно. Тогда . например, для напряжения Uст = 4,7 В напряжение на выходе схемы будет ограничиваться на уровне 5,3 В. схема такого компаратора и изменения входного и выходного напряжений во времени показаны на рис 11.8.