Главная » Книги и журналы

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 38

резисторов здесь существенно меньше. Благодаря действию поло жительной ОС, образованной резисторами R2 и R3, период выходного сигнала увеличивается до 1,4/?/С/(/?2 + /?з)/з. Для указанных на схеме параметров элементов /и QORtCt. Изменить период колебания можно регулировкой сопротивления R3. Сопротивление резистора R2 должно быть значительно больше, чем сопротивление Rl, чтобы избежать искажения формы выходных сигналов. Эта схема мультивибратора проще, чем на рис. 7.24, а, но может оказаться сложнее при наладке, так как ОУ работает близко к границе своей устойчивости. Следует иметь в виду, что ОУ, устойчиво работающий при нормальной температуре, может самовозбуждаться при ее колебаниях.

Для получения импульсов с частотой до 10~ Гц можно воспользоваться схемой на трех таймерах КР1006ВИ1 (рис. 7.25, а). При сравнительно низкоомных резисторах и конденсаторах небольшой емкости генератор позволяет получить регулируемые периодические сигналы с длительностью до 1 ч. Таймеры D1 и D2 работают в режиме одновибратора, а D3 - в режиме мультивибратора. Генерируемые мультивибратором импульсы поступают на транзисторы VT1 и VT2, включенные последовательно с времязадающими резисторами R1 и R2 одновибраторов. Транзисторы находятся в насыщении при низком выходном напряжении D3 в течение времени Q,7RiCb. При высоком выходном напряжении D3 в течение времени 0,7 {Rz + Ri) С5 транзисторы закрыты. На рис. 7.25, б показано изменение напряжения на времязадающем конденсаторе СЗ в течение формируемого таймером D1 временного интервала i. Аналогичный вид имеет и изменение напряжения на времязадающем конденсаторе С4 таймера D2 за время формирования временного интервала ?2-

Работает генератор следующим образом. При отрицательном перепаде выходного напряжения таймера D2 импульс, запускающий таймер D1, поступает на его триггерный вход. На выходе таймера DI устанавливается напряжение, равное [/ , внутренний разряд-

-ti-

п				ппп
	- -f- ! Ь		Л V	-\t	>-

s) . f

Рис. 7.25. Схема генератора импульсов сверхнизкой частоты (с) и временные диаграммы его работы (б)

ный транзистор таймера D1 закрывается, и конденсатор СЗ начинает разряжаться через резистор R1 и насыщенный транзистор VT1. Поскольку транзистор VT1 находится в насыщении периодически, когда выходное напряжение таймера D3 близко к нулю, то и увеличение напряжения на СЗ происходит ступенчато (рис 7 25, б). Пока транзистор VT1 закрыт, напряжение на конденсаторе СЗ практически не увеличивается. В момент достижения напряжением на СЗ уровня 2[/п/3, одновибратор на таймере D1 возвращается в свое устойчивое состояние и его выходное напряжение становится равным 0,1 В. Время заряда СЗ от О до 2u /3 равно 1 = 1,1/?1Сз(2 + /?з ?4). При изменении выходного напряжения таймера D1 от [/ до 0,1 В запускается одновибратор на таймере D2, поскольку отрицательный перепад напряжения передается через конденсатор С2 на триггерный вход таймера D2.

Одновибратор на таймере D2 абсолютно идентичен одновибрато-ру на таймере D1, поэтому процесс формирования временного интервала <2 аналогичен рассмотренному выще для и 4=1,1Х XR2Ci{2-{-R2/R4)- Генерируемые одновибраторами временные интервалы сдвинуты относительно друг друга по фазе на половину периода. Частота выходных сигналов генератора frl/(({-{-(т) X 10 Гц достигается, например, при Ri=R2 = 200 кОм, Сз = С4 - = 5 мкФ, R3/R4 - 2oo. Интервалы времени ti, 4 и частоту fr можно регулировать, если заменить постоянные резисторы R1 - R3 переменными. Для упрощения изображения схемы не показано подключение в таймерах выходов 4, 8 к U , заземление выводов ,/ и щунтирование выводов 5 конденсаторами емкостью около 0,01 мкФ. Чтобы уменьшить влияние температуры на формируемые временные интервалы, целесообразно использовать транзисторную сборку К198НТ5. Между выходом таймера D3 и базами этих транзисторов необходимо включить резисторы с сопротивлениями 2....5 кОм, ограничивающие базовые токи в VT1, VT2 в режиме насыщения.

Последовательность импульсов низкой частоты можно получить с помощью программируемого таймера, включив его по схеме рис. 7.26. В этой схеме формируются импульсы длительностью RtCt и частотой \/{n-\-l)RtCt, где п определяется суммой коэффициентов умножения объединенных выходов таймера. Минимальная частота выходных импульсов fr=\/256RtCt получается, когда к выходной .шине подключены все выводы /-8. Генератор работает следующим образом. При напряжении на выходной шине около О В напряжение на выводах 10, 11 также близко к нулю. В момент появления положительного импульса на выходной шине напряжение на выводе 10 также .становится положительным и происходит общий сброс счетчика таймера. Через время 0,3 RiCi> 1,5 мкс, положительное напряжение на выводе увеличивается до порога срабатывания управляющего триггера D10 и счетчик запускается

Рис. 7.26- Схема программируе- Рис. 7.27. Схема мультивибратора с'регулируемого генератора импульсов мой задержкой запуска ft;, сверхнизкой частоты -ft

(см. рис. 7.4). На выходах таймера появляются nocЛeдoв^tfeяьнpcти импульсов с частотой, кратной \/2RtCt. Время,до ПояйЛёнйй-ДЧёрёД-ного положительного импульса на выходе таймера зависит.ot того, какие из выводов /-8 подключены к выходной шине. Если, например, объединены выводы /, 5, 7, то это время равно (1:4-16 + + 64)/?(С/. Затем описанный цикл работы повторяется.

Изменением сопротивлений резисторов 7? i и R2 на рис. 7.26 можно изменять амплитуду генерируемых импульсов в диапазоне 5...15 В. Требуемое значение амплитуды напряжения Иш-к^фп - - t/fl)/(l +/? i ? 2). Включение диода последовательно с R 2 позволяет устранить влияние этого резистора при низком выходнб^л^напря-жении таймера. Соотношение между сопротивлениями Й:1М Rh2 должно выбираться с таким расчетом, чтобы Utixi fe; Для исключения отказа счетчика из-за недостаточной. длительности выходных импульсов внутреннего таймера вывод 14 целесообразно при питании таймера напряжением более 10 В и при небольших емкостях Ct шунтировать конденсатором емкостью 50...310

7.5. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ НА ТАЙМЕРАХ

Мультивибратор, генерирующий импульсы регулируемой частоты и скважности через заданное время t, с момента подачи запускаиэщего импульса, пШйЗан на рис. 7.27. Эта схема используется в тех случаях, когда необходиМЬ- Избежать действия коротких помех и в то же время надежно зафиксировать продолжительные сигналы (например, в электронных сторожах).

В исходном состоянии (переключатель S1 разомкнут) транзистор насыщен, диод VDI устанавливает на выводе 5 таймера напряжение около О В, диод VD2 закрыт, а VD3 открыт. Резисторные делители RIR2 и R3R4 поддерживают равными 2, 5 и 1, 5 В соответственно напряжения на выводах положительного № %>йцатель-ного полюсов конденсатора С/. Таким образом, начальнбе напряжение На конденсаторе и„1 В, а напряжение на выводе 6 таймера больше, чем напряжение Us. на выводе 5 на 0,7 В. Поэтому на выходе таймера устанавливается напряжение около 0,1 В и диод VD4 закрыт. Мультивибратор начинает работать, когда переключатель SI

замыкается. Вследствие этого напряжение в точке А уменьшается до О В, транзистор закрывается и его коллекторное напряжение возрастает до 15 В. Это приводит к закрыванию диода VDI и к установлению на выводе 5 таймера напряжения t/5 = 3,6 В, которое зависит от сопротивления резистора /?5, включенного параллельно внутреннему резистору таймера, сопротивлением 10 кОм. Диод VD2 откры- вается, и на выводе положительного полюса конденсатора Ct устанавливается максимальное напряжение l/mnx 14,5 В. Поскольку диод VD3 закрыт, перепад напряжения, равный 12 В, передается на выводы 2 к 6 таймера, напряжение на них становится больше, чем на выводе 5, и выходное напряжение таймера продолжает оставаться низким. Однако в этот момент начинается заряд конденсатора CI через R6. Если напряжение на выводах 2 к 6 успеет уменьшиться примерно до J,8 В, прежде чем будет разомкнут переключатель St, то на выходе таймера установится напряжение и„ и мультивибратор начнет генерировать импульсы. Задержка запуска мультивибратора определяется временем заряда Ct до напряжения 1,8 В и равна /,=/?бС, ln{t/ /[t/ ..-(t/,-t/ )]), где и„ = и„а,-иъ/2=12,7 В - конечное напряжение на Ct; t/ =l В - начальное напряжение на Ct. При напряжении и„ на выходе таймера диод VD4 открывается, напряжение на выводе 5 {7б = 2 В и С/ начинает разряжаться через R7. Как только напряжение на выводах 2 к6 увеличится до 2 В, выходное напряжение таймера изменится от U до 0,1 В, диод закроется и на выводе 5 вновь установится 3,6 В. Время, в течение которого на выходе таймера будет поддерживаться высокий уровень сигнала, U-RiCi 1пХ X (l/K/At/n), гдеДик = т<.х-t/5=12,5B. Затем конденсатор Ct начинает заряжаться через R6 и, когда на выводах 2 и 6 напряжение уменьшается от 2 до 1,8 В, на выходе снова устанавливается низкое напряжение. Время, в течение которого на выходе сохраняется напряжение 0,1 В, равно t2 = ReCi \п {[Ur,ax- {U - U)]/ [Ur, x- (Uk - - f )]). Описанный цикл работы мультивибратора будет повторяться до тех пор; пока переключатель SI замкнут.

Последовательность пачек по семь импульсов в каждой генерирует мультивибратор (рис. 7.28), содержащий семиканаль-ный мультиплексор и счетчик. Длительность каждого импульса, их частота и интервал между последовательностями могут регулироваться независимо друг от друга. Мультиплексирование обеспечивает секция, содержащая мультивибратор на таймере Dt, декадный счетчик и КМОП переключатели St - S7 с времязадающими резисторами Rt - R7. Таймер D2 включен но схеме одновибратора и преобразует сопротивления резисторов Rt. - R7 ъ пропорциональную им длительность выходных импульсов. Декадный счетчик и таймер D2 запускаются фронтом выходного импульса мультивибратора на таймере Dt. Во время работы Rt - R7 последовательно подклю-

3 2

Л>Й9 Н7к

68к

5В

t-S-i I-I , Вь

Вых

ALiMK

К564ИЕ9

Л

16 SB

fs Л

-Т

5-5-

Rl

Э- R4 -y-R5 -Dr-\R6 -SB

Рис. 7.28. Схема генератора периодических пачек импульсов

чаются к времязадающему конденсатору Ск с помощью аналоговых переключателей SI - S7. На входе инвертора D3 ЯС-пепь дифференцирует тактовые сигналы с выхода таймера D1 для того, чтобы таймер D2 запускался корогкими (менее 10 мкс) импульсами. Последним положительным импульсом на выходах счетчика осуществляется его общий сброс. Замкнутый в процессе генерирования последовательности переключатель S8 размыкается, и выходной импульс таймера D1 удлиняется, формируя паузу между пачками сигналов. Тем самым отмечается окончание серии импульсов, а затем процесс автоматически повторяется.

Для приведенных на схеме параметров элементов в секунду вырабатывается три пачки по семь импульсов в каждой. Требуемые длительности импульсов устанавливаются выбором сопротивлений RI - R7 и емкости Си в соответствии с равенством T = RiCt2, где i=l...7. Паузы между импульсами определяются сопротивлением R8 и емкостью времязадающего конденсатора Сп на входе таймера Dt. Промежутки между пачками импульсов можно регулировать резистором R9. Для нормальной работы генератора необходимо следить за тем, чтобы полупериод выходных импульсов таймера DI был больше любого значения T .

Рассмотренное устройство можно использовать в качестве многоканального ши-ротно-импульсного модулятора, если сопротивления резисторов RI - R7 сделать независимыми от напряжения. В системах обработки информации схему можно применить в качестве простейшего программно-временного устройства, определяющего скорость обслуживания нескольких датчиков данных.

Формировать пачки импульсов с перестраиваемыми в широком диапазоне параметрами можно и с помощью мультивибратора на программируемом таймере, включенном по схеме рис. 7.21. Выходной сигнал представляет собой последовательность импульсов длительностью RiCi или пачек таких импульсов. Вид последовательности, т. е. число импульсов в пачке, интервал между пачками и интервал между группами пачек зависят от того, какие из выводов /-8 подключены к выходной шине. Интервал между пачками определяется максимальным номером из числа выводов /-8, подключенных к выходной шине, а длительность импульса - минимальным номером. Выходы счетчика в этом случае должны подключаться не к равным резисторам, а к одному сопротивлением 15 кОм. Число и длительность импульсов в пачках и интервал между ним могут быть любыми, но в пределах одного цикла работы таймера, равного 255/?С/. Расширить этот диапазон в 255 раз можно последовательным включением двух программируемых таймеров.

В широтно-импульсных модуляторах, преобразователях напряжение - частота, генераторах сигналов развертки и других устройствах используют генераторы треугольных сигналов. У прецизионных генераторов треугольных сигналов, построенных на ОУ общего применения (К153УД2, К140УД7), на. частотах более 10 кГц острые вершины треугольников закругляются из-за сравнительно невысокой скорости нарастания выходного напряжения этих ОУ. Приведенные на рис. 7.29 схемы генераторов позволяют формировать треугольные сигналы с частотой до 1 МГц. Если к линейности выходного сигнала не предъявляется высоких требований, то можно воспользоваться сравнительно простой схемой, показанной на рис. 7.29, а. Верхнее и нижнее напряжения выходных сигналов устанавливаются внешней цепью, состоящей из транзистора VT1 и диодов VDI, VD2. Эта цепь изменяет напряжение на выводе 5 таймера в зависимости от потенциала вывода 3. При выходном напряжении таймера, равном U , транзистор VTI насыщен и на

КР1006ВИ1

x-Un и

1 КР1006ВИ1 0,1mk

2JZK VTI

1л

5,5 .ff

Рис. 7.29. Схемы генераторов однополярных треугольных сигналов постоянной и регулируемой (б) формы

выводе .5 устанавливается напряжение (/5 = {7д1 + [/ , где [/ - напряжение на коллекторе насыщенного транзистора. Когда напряжение на конденсаторе Ci нарасту ДО Va\-\-U , выходное напряжение таймера переключится от [/ до 0,1 В, TpaH3if0p. КТ / закроется и на выводе 5 напряжение станет равным U5=ll\-\-U. После.этОго напряжение на конденсаторе С; снова начнет уменьшаться и, кргда оно достигнет значения (fji + {7д2)/2, выходное напряжение таймера вновь изменится и станет равным {/ и т. д. Хотя формируемый на конденсаторе сигнал складывается из нарастающей и спадающей экспонент напряжения, однако он близок к идеальному треугольному колебанию, поскольку изменения напряжения на Ct цдходятся на начальных - линейных - участках экспонент. Напряжение на кон-денстдре.карастает с постоянной времени {R\-\-R2) Ct, а уменьшается с постоянной вре.меИй-;Й?С(.- Изменяя сопротивления RI, R2, можно получать требуемые соотношения меду временами спада и нарастания, а изменяя емкость С/, можно устанавливать необходимую частоту треугольных колебаний.

Более точный генератор треугольных сигналов можно построить на таймере, управл;я9и1р,м источником двухполярного тока. Генератор этого типа (рис. 7.29, б) ноз^ол.й?.просто перестраивать форму выходных треугольников, что необходимо при его. й1110льзовании, например, в измерительных устройствах. Источник двухполярного т&ка построен на двух источниках однополярного тока. Транзистор VTI формирует ток зарйда ji, а VT2 - ток разряда is времязадающего конденсатора Ci. Однополярные источники, тока управляются таймером через инвертор на транзисторе VT3. Когда VT3 насыщен, напряжение на его коллекторе равно 0,1 В, включен источник .тока i, g ток/гЯО. Напряжение на Ct линейно нарастает со скоростью U/Ci. Kafc Т01{,9 н^пржрние на конденсаторе достигнет значения 2U /3, выходное напря-же1йё.4Й|1ёр.а ИЗйеЙитсЯ Wt/ii до 0,1 В, транзистор VT3 закроется и напряжение на его рбллекторе увеличится до [/ Источник тока на транзисторе VTI выключается, и вкл1 1§етсч истйч'иик поетоянного тока /г, разряжающего конденсатор Ct. Напря-жение:иа кбнденаторе вТШкейио уменьшается с постоянной скоростью iz/Ci. Как только !а1:о-.иапряжение достигнет значения U /3, вновь изменится выходное напряжение тчм|,а И списанный цикл повторится. Поскольку напряжение на конденсаторе измецрщ^.на Р„/3, titJnCt/\ и U - UnCtl3i2. Токи k и (2 можно рассчитать по формулам i,~MJ/R\ и J2 = At/fl ?2, где MJ=U -U - U - падение напря-

жения на Rl и R2, U , U и t/д - падения напряжений на стабилитроне, эмиттерно-базовом переходе транзистора и диоде соответственно. Следовательно, форму выходных сигналов можно регулировать изменением сопротивления RI и R2, а частоту fr=l/(ti-\-h) изменением, емкости С/. На fr вЛг1Яют и сопротивления RI, R2. Для параметров элементов на рис. 7.29, б /г~(75/С/), Гц, где С;--в мкФ.

Оба генератора на рис. 7.29 имеют большое выходное сопротивление, и для их подключения к нагрузке могут потребоваться буферные повторители с низкоомным выходом. Если скорость нарастания выходного сигнала генераторов Vr< 1 В/мкс, то повторитель можно построить на любом ОУ общего применения. При Иг> > 1 В/мкс к выходу таймера можно подключить обычный эмиттерный повторитель либо использовать ОУ К574УД1, К154УД1 с высокой скоростью нарастания выходного напряжения (более 10 В/мкс). Недостатком обоих генераторов являются, во-первых, сильная зависимость параметров выходных сигналов от температуры, а во-вторых, сравнительно узкий диапазон регулирования частоты (примерно две декады).

Прецизионный генератор двухполярного треугольного напряжения с регулируемой частотой в диапазоне 10 Гц...5 кГц показан на рис. 7.30. Действующее значение емкости времязадающего конденсатора Ci при одновременном увеличении диапазона изменения тока его заряда [ позволяет получить такой широкий диапазон перестройки частоты. Источник двухполярного тока [, состоящий из ОУ {AI - A3) и транзисторов VT1, VT2, управляет частотой переключения выходного напряжения таймера и величиной тока заряда С/. Частота выходных сигнов пропорциональна скорости заряда конденсатора С/, равной I/C где C, = Ci{l + Кц), Ку - = 4700/(47-\-Ro)-коэффициент усиления инвертирующего усилителя А4. Сопротивление Ro канала полевого транзистора VT3 после регулировки частоты потенциометром RI можно подстроить потенциометром R2. Ток перезаряда С, равен 1= {U --U\)/2R. Поэтому требуются прецизионные источники питания генераторов Ur что является существенным недостатком. Этот недостаток можно устранить, применив прецизионные генераторы тока. Как видно из рис. 7.30, Ro (а следовательно, Сэ) и I регулируются одним потенциометром. При увеличении Ui возрастает I, но уменьшается С,- Благодаря этому диапазон регулирования частоты выходного сигнала увеличивается более чем на порядок по сравнению с диапазоном генератора на рис. 7.29, б. Форму выходных сигналов можно изменять подключением к эмиттерам транзисторов VTI, VT2 потенциометров вместо резисторов 2R.

Генератор сигнала ступенчатой формы можно построить на программируемом таймере (рис. 7.31). Запускается генератор положительным сигналом, подаваемым

КРЮ06ВИ1 .106 ,Ц1Р

128 R

Рис. 7.30. Схема прецизионного генератора двухполярных треугольных сигналов

Рис. 7.31. Схема генератора сигналов ступенчатой формы

Такты Гу<160Гц

Рис. 7.32. Схема аналого-цифрового преобразователя на таймере XR2240

на вывод , а останавливается положительным сигналом,- подаваемым на вывод 10. Чтобы обеспечить нормальную работу сФтчика, напряжение [/oii = 5 В. В этом случае на выходах счетчика формируются импульсы напряжения, достаточные для работы его каскадов. В исходном состоянии, когда выходные транзисторы счетчика (см. рис. 7.4) закрыты, весовые резисторы Rt-R8 не влияют на работу ОУ и выходное напряжение At равно t/on, а на выходе А2 напряжение порядка О В. В момент подачи импульса запуска все транзисторы работают в режиме насыщения, и инвертирующий вход At оказывается заземлен через резистор сопротивлением R/2. Следовательно, сопротивление резистора R должно быть равно R/2, чтобы At работал без насыщения выходных каскадов. Тогда t/obxi =2L/on, а и сахг= и on. Генерируемые выходные напряжения имеют форму изменякэщихся ступенчато сигналов с амплитудой приращений t/on/128.

Дополнив схему такого генератора компаратором и /?5-триггером, можно реализовать 8-разрядный АЦП (рис.. 7.32). При поступлении тактового импульса осуществляется общий сброс счетчика таймера, на выходе /?5-триггера устанавливается напряжение лог. 1 и входной однотактный таймер работает в режиме мультивибратора. По мере увеличения содержимого счетчика изменяются выходные напряжения At кА2. Когда напряжение Л2 достигнет значения t/вк, то переключиг-ся компаратор, установив тем самым на выходе /?5-триггера напряжение, соответствующее напряжению лог. 0. При этом увеличение содержимого счетчика прекращается и на выходах /-8 таймера сохраняется результат преобразования до-поступления следующего тактового импульса. Минимальное время преобразования определяется минимальной частотой формируемых таймером импульсов и равно 6 мс.

Применение таймеров в микроэлектронной аппаратуре достаточно разнообразно. В первую очередь это контрольно-измерительные устройства, источники вторичного электропитания, преобразователи аналоговых величин, бытовая и автомобильная электроника (см. гл. 3, 7 и 8).

ГЛАВ А 8.

УСТРОЙСТВА ДИСКРЕТИЗАЦИИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

В этой главе описываются функциональные узлы, которые нельзя отнести однозначно к аналоговым, поскольку либо эти узлы управляются цифровыми сигналами (УВХ и аналоговые ключи), либо с их помощью осуществляется автоматическая дискретизация по уровню входного сигнала (пиковые детекторы, ограничители). Устройства выборки-хранения и аналоговые ключи получили настолько щирокое распространение в современных системах цифровой обработки аналоговых сигналов, что сейчас выпускаются в виде полупроводниковых микросхем (серии 1100 и 590). Однако в тех случаях, когда требуется получить высокое быстродействие или минимизировать погрещность, устройства дискретизации проектируются на ОУ.

8.1. АНАЛОГОВЫЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

В аналоговой технике элементами памяти, т. е. аналоговыми запоминающими устройствами (АЗУ), являются УВХ и амплитудные (пиковые) детекторы. Функция памяти состоит в хранении на запоминающем конденсаторе в течение некоторого времени мгновенного значения входного напряжения. В режиме выборки УВХ повторяет входной сигнал, а затем по команде запоминает его мгновенное значение и переходит в режим хранения. Режим выборки амплитудных детекторов имеет место, когда входное напряжение становится больще хранимого на конденсаторе, а в режиме хранения напряжение на конденсаторе больше входного. Обычно переход от УВХ к амплитудному детектору осуществляется заменой МДП ключей диодами.

Как правило, быстродействие и точность АЗУ имеют противоположный характер зависимости от емкости запоминающего конденсатора. С одной стороны, конденсатор с меньшей емкостью можно быстрее зарядить, а с другой конденсатор с большей емкостью более точно хранит напряжение.

В каждой из известных схем АЗУ достигнут определенный компромисс между точностью и быстродействием, отражающий степень совершенства самой структуры АЗУ и правильности выбора параметров и режимов работы его элементов. Для определения наилучшей (при выдвинутых требованиях и реальных ограничениях) структуры необходимо знать предельные возможности каждой, что требует установления оптимальных параметров ее элементов: г

Устройства выборки-хранения на ОУ. В режиме выборки (или слежения) выходной сигнал УВХ с максимально возможной скоростью достигает значения входного сигнала и затем отслеживает его

до тех пор, пока не поступит команда на хранение. С этого момента УВХ будет хранить значение входного сигнала, которое было на выходе в момент поступления команды на хранение. Иногда УВХ называют устройствами слежения и хранения, если основную часть времени в их работе занимает режим выборки, т. е. слежения за изменениями входного сигнала.

Обобщенной характеристикой точности и быстродействия УВХ является пропускная способность С/, определяемая количеством информации о входном сообщении, передаваемом на выход УВХ за единицу времени (см. гл. 1): G= - (log26)/4, где 4 - время, необходимое для выборки нового значения входного сигнала с погрешностью б.

В режиме выборки разница между входным и выходным напряжением УВХ определяется степенью неидеальности МДП ключа и ОУ. В режиме хранения напряжение на запоминающем конденсаторе Сз изменяется из-за протекания токов утечек ключа и конденсатора, а также входных токов ОУ.

В зависимости от условий эксплуатации УВХ минимальный ток разряда конденсатора может быть получен при использовании либо МДП транзистора, либо полевого транзистора с управляемым пере ходом. Ток утечки полевых транзисторов с управляемым переходом существенно возрастет при высокой температуре. Хотя у МДП транзистора меньше чувствительность. тока утечки к изменению температуры, однако величина этого тока больше, чем у полевого транзистора. Последнее объясняется в первую очередь существованием токов утечки между каналом и подложкой. Эти составляющие тока утечки протекают в цепь истока или затвора или в обе цепи в зависимости от напряжения смещения на электродах. Кроме того, МДП транзисторы имеют значительный ток утечки между истоком и стоком. Обе составляющие тока утечки МДП транзистора минимальны, если разность напряжений на его электродах близка к нулю.

Быстродействие УВХ определяется продолжительностью двух переходных процессов. Первый - время перехода из режима выборки к хранению - включает время размыкания ключа и установления выходного напряжения. Второй - время перехода из режима хранения к режиму выборки (время выборки) - состоит из трех составляющих: замыкание ключа, нарастание напряжения на запоминающем конденсаторе до величины t/вх и установление выходного напряжения с требуемой точностью б.

Обычно превалирует время выборки, основной составляющей которого является заряд запоминающего конденсатора. Длительность процесса выборки прямо пропорциональна емкости конденсатора Сз, но обратно пропорциональна этой емкости погрешность УВХ. Компромиссным решением является построение двухкаскадного УВХ. Первый каскад с небольшой емкостью запоминающего конденсатора и, следовательно, быстрой выборкой. Сравнительно

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 38