- •Электроника и микросхемотехника
- •1 Аналоговая схемотехника
- •1.1 Резисторы (сопротивления)
- •1.2 Конденсаторы
- •1.3 Индуктивность
- •1.4 Диоды
- •1.5 Биполярные транзисторы
- •1.6 Униполярные транзисторы
- •1.7 Тиристоры
- •1.8 Транзисторы igbt (Ай Жи Би Ти)
- •1.9 Сит транзисторы и сит-тиристоры
- •1.10 Новые разработки транзисторов и тиристоров
- •1.11 Обратные связи
- •1.12 Операционные усилители
- •2 Логические схемы
- •2.1 Основные определения
- •2.2 Диодные логические схемы
- •2.3 Ттл логические схемы
- •2.4 Особенности 530, 531, 533, 555 серий
- •2.5 Логика на униполярных транзисторах
- •2.6 Логика с оптическими связями
- •2.7 Программируемые логические интегральные схемы (плис)
- •2.8 Обобщенная модель плис
- •2.9 Микросхема плм (к556 рт 1)
- •3 Триггеры
- •3.1 Триггеры на биполярных транзисторах
- •3.2 Триггеры на униполярных транзисторах
- •3.3 Триггеры на логических элементах
- •3.4 Синхронный rs–триггер
- •3.5 Счетный триггер на логических элементах
- •3.8 Интегральный шестиэлементный d–триггер тм2
- •3.10 Прозрачные триггеры–защелки
- •3.11 Гонки
- •3.12 Триггеры на приборах с отрицательным сопротивлением. Триггеры на туннельных диодах.
- •3.13 Триггеры на тиристорах
- •3.14 Триггеры на двухбазовых диодах
- •3.15 Триггеры на операционных усилителях
- •4 Генераторы импульсов
- •4.1 Мультивибраторы на биполярных транзисторах
- •4.1.1 Мультивибраторы в ждущем режиме
- •Мультивибраторы на биполярных транзисторах в автоколебательном режиме.
- •4.2 Ждущий мультивибратор на униполярных транзисторах
- •4.3 Генератор импульсов на двух логических элементах с двумя конденсаторами в автоколебательном режиме
- •4.4 Генератор импульсов на четырех логических элементах с одним конденсатором
- •4.5 Генераторы импульсов на логических элементах в ждущем режиме
- •4.6 Генератор импульсов на туннельном диоде в ждущем режиме
- •4.7 Генератор импульсов на туннельном диоде в автоколебательном режиме
- •4.8 Генератор импульсов на тиристоре в ждущем режиме
- •4.9 Генератор импульсов на тиристоре в автоколебательном режиме
- •4.10 Таймеры
- •4.11 Генератор импульсов в ждущем режиме на таймере
- •4.12 Генератор импульсов в автоколебательном режиме на таймере
- •4.13 Блокинг–генераторы в ждущем режиме
- •4.14 Блокинг–генератор в автоколебательном режиме
- •4.15 Магнито–транзисторный преобразователь двухплечевой
- •4.16 Схема с дополнительным трансформатором
- •4.17 Мостовая и полумостовая схемы магнито–транзисторных преобразователей
- •4.18 Генераторы импульсов на оу в автоколебательном режиме
- •4.19 Генератор импульсов на оу в ждущем режиме
- •4.20 Кварцевая стабилизация импульсных генераторов
- •4.21 Генератор импульсов, стабилизированный кварцем
- •5 Генераторы синусоидальных колебаний
- •5.1 Общие определения
- •5.2 Генератор синусоидальных колебаний с lc контуром и трансформаторной ос
- •5.3 Схемы с индуктивной, емкостной трехточками
- •5.4 Rc цепи для генераторов синусоидальных колебаний
- •5.5 Генераторы синусоидальных колебаний с r и c–параллелями
- •5.6 Генераторы синусоидальных колебаний с кварцевой стабилизацией
- •5.7 Генераторы синусоидальных колебаний на оу
- •6 Цифроаналоговые и аналого–цифровые преобразователи
- •6.1 Цифроаналоговые преобразователи
- •6.1.1 Цап с весовыми резисторами
- •6.1.2 Цап с матрицей r–2r
- •6.1.3 Цап с сигма–дельта модуляцией
- •6.1.4 Цап с прямым преобразованием
- •6.2 Аналого–цифровые преобразователи
- •6.2.1 Следящие ацп
- •6.2.2 Развертывающие ацп
- •6.2.3 Ацп с регистром последовательного приближения
- •6.2.4 Ацп с двойным интегрированием
- •6.2.5 Ацп параллельного преобразования
- •6.2.6 Ацп с сигма–дельта ( ) модуляцией
- •6.2.7 Микросхема кр1108 пп–1
- •7 Источники питания электронных устройств
- •7.1 Общие определения
- •7.2 Выпрямители
- •7.3 Параметрические стабилизаторы напряжения
- •7.4 Компенсационные стабилизаторы напряжения
- •7.5 Импульсные стабилизаторы напряжения
- •7.6 Импульсные корректоры коэффициента мощности
6.1.1 Цап с весовыми резисторами
Весовые резисторы – это означает, что сопротивление каждого резистора, их “вес” соответствует “весу” цифрового кода, так же как и точность исполнения. Наименее точные резисторы младших разрядов, наиболее точные – старших. В интегральном производстве вес резистора уточняют лазерной подгонкой. Здесь, для примера, принимаем всего четыре разряда двоичного кода:
1 001
2 010
3 011
4 100
Примем также, что верхнее положение переключателей k1, k2, k3 (см. рисунок 6.4) соответствует единице в кодах 1, 2, 4. В коде 3 две единицы, поэтому, k1, k2 в верхнем положении, а k3 – в нижнем.
Рисунок 6.4 – ЦАП с весовыми резисторами
Примем Uвх=E0=1 В, Rос=50 кОм, Uвых старшего разряда кода равным 10 В.
Рассчитаем величины резисторов R1, R2, R3:
1–ый код R1
; ;
2 ;
4 .
Для третьей позиции рассчитаем необходимую величину сопротивления резистора таким же образом, получится 6,66 кОм. И если установить в верхнее положение переключатели k1, k2 (k3 – нижнее) в соответствии с третьим кодом (011) и рассчитать величину параллельного соединения R1=20 кОм и R2=10 кОм, то получится тоже 6,66 кОм. Следовательно, получаем на графике лесенку (см. рисунок 6.4). Из схемы следует, что внутреннее сопротивление источника сигнала +E0 должно быть минимальным (почти нулевым) для уменьшения погрешности преобразования (суммирования).
Чем старше разряд кода, тем точнее должен быть соответствующий резистор (например, R3 на рисунке 6.4). На “лесенке” рисунка 6.4 этому резистору соответствует цифра 10 В, а также ступенька такой же величины, как и для младшего разряда. Но если резисторы R1…R3 будут иметь одинаковую погрешность, то ясно, что ступенька старшего разряда может быть значительно большей в сравнении со ступенькой младшего разряда. Следовательно, чем старше разряд, тем выше точность резисторов. Таким образом, различие величин резисторов, а также их точностей принято называть недостатками этого вида схем. Тем не менее, они широко применяются в интегральной схемотехнике.
6.1.2 Цап с матрицей r–2r
Схема матрицы R–2R изображена на рисунке 6.5.
Рисунок 6.5 – Матрица R–2R
Матрицам R–2R присущи два основных свойства:
– делит напряжение Е0 по двоичному закону;
– обладает неизменным сопротивлением, равным 2R, независимо от количества входящих элементов.
На рисунке 6.6 приведены две схемы преобразователей на основе матрицы R–2R.
Рисунок 6.6 — ЦАП с суммированием токов, а);
ЦАП на основе принципа деления напряжения, б)
В схеме, изображенной на рисунке 6.6, а), производится суммирование напряжений со своими коэффициентами усиления (как это следует из принципа суммирования токов), причем напряжения представлены деленными по двоичному закону. Используется минус–вход ОУ, так как применено суммирование токов.
В схеме на рисунке 6.6, б) не производится суммирование токов, поэтому в качестве входа ОУ – плюс–вход. Можно вообще без ОУ, если вход, например, осциллограф (у которого большое входное сопротивление) или нагрузки почти нет.
При нижнем положении ключей боковые 2R резисторы на земле, что соответствует принципу матрицы R–2R. При верхнем положении на Е0, следовательно, внутренне сопротивление Е0 должно быть почти нулевым для уменьшения погрешности преобразования. Из внешнего вида схемы не просматривается наглядность принципа деления напряжения. Тем не менее производится ЦАП–преобразование.
Для доказательства принципа деления напряжения в схеме рисунка 6.6, б) проанализируем два фрагмента этой схемы, изображенных на рисунке 6.7, а), б)
Рисунок 6.7 – Фрагменты матрицы R–2R в схеме рисунка 6.6, б)
Первый фрагмент (рисунок 6.7, а) имеет место при верхнем (замкнутом) положении переключателя S1, остальные переключатели S2, S3 в нижнем положении (замкнуты). Ясно, что в этом случае выходное напряжение матрицы равно , т.е. поделено на две равные части, что и требуется по двоичному закону, как в схеме рисунка 6.6, а). Второй фрагмент соответствует верхнему положению ключа S2, остальные ключи на земле. Покажем, что здесь, на выходе будет ¼ напряжения E0. Для этого представим схему рисунка 6.7, б) так, как на рисунке 6.7, в). Проведя простейшие расчеты, убеждаемся, что действительно, выходное напряжение схемы 6.7, в) равно .Если перевести в верхнее положение только S3, а S1, S2 в нижнее положение, то на выходе будет и т.д.