Главная Операционные усилители



структоров включать после компаратора ждущий мультивибратор, чувствительный к короткому импульсу запуска.

Подобные вентильные пиковые детекторы встречаются в аппаратуре или в системах сбора данных на ЭВМ, где нужны только пиковые значения и представляют интерес только новые пики. Импульс с вывода Ев или с включенного следом каскада ждущего мультивибратора может, к примеру, заставить вычислительную машину начать обработку новых данных. Благодаря этому появляется возможность использовать память меньшего объема - путь к спасению для микрокомпьютеров Запоминаются только нужные данные, а не все подряд.

Некоторые фирмы выпускают специальные аналоговые схемы пиковых детекторов, или функциональные модули. Большинство из них состоит из двух необходимых операционных усилителей, диода-изолятора, внутреннего стабилизатора источника питания и внутренней схемы температурной компенсации, выполненных на одном кристалле или на керамической подложке. Некоторые из этих модулей работают от однополярного источника питания (Усе - земля), но для большинства требуется такой же источник, как для операционного усилителя. Эти устройства предпочтительней использовать тогда, когда критичным является число компонентов или температурная зависимость характеристик.

Схемы выборки и запоминания

Схема, с помощью которой можно измерить и сохранить напряжение, действующее на входе в течение короткого промежутка времени, называется схемой выборки и запоминания. На рис. 9.8 показана такая схема, ее работа основана на принципе действия пикового детектора.

В аналоговую схему выборки и запоминания включен входной переключатель (в данном случае полевой транзистор с р-л-переходом Q\) -в этом состоит ее принципиальное отличие от схемы пикового детектора. Транзистор блокирует входное напряжение £вх до тех пор, пока не поступит команда на управляющий вход. Когда на этом входе появится положительное напряжение, транзистор Qi начнет проводить ток и передаст Ех на вход усилителя

Конкретный вид переключателей П1 и П2 определяется скоростью работы и некоторыми другими соображениями. Они могут быть механическими переключателями, или контактами реле (в системах с очень низким быстродействием), дискретными полевыми транзисторами с р-л-переходом, или полевыми МОП-транзисторами, или аналоговыми переключателями на таких ИС, как, например, одна секция КМОП-схемы типа CD4016. Хотя электронные переключатели определенно обладают более высоким быстродействием, их следует выбирать с осторожностью,




(замкнуто)

..-Выборка

. Хртенае

Рис. 9.8. Устройство выборки и запоминания.

I-1----Выборка

- \---Хранение

Выборка


Рис 9.9 Цифровая схема выборки и запоминания.

ПОМНЯ о ТОМ, что в выключенном состоянии переключатель должен иметь очень большое обратное сопротивление.

На рис. 9.9 показана схема выборки и запоминания цифрового типа, в которой почти полностью устранено падение выходного напряжения, правда за счет усложнения схемы. В связи с этим цифровые схемы могут особенно пригодиться в тех случаях, когда хранение должно быть длительным или когда допустимо только небольшое падение выходного напряжения. Основой цифровой схемы выборки и хранения служит ИС цифроаналого-вого преобразователя (ЦАП).

Цифроаналоговым преобразователем я называют здесь схему, которая создает выходной ток (/вых), пропорциональный



значению числа, представленного на входах схемы. В состав-большинства ЦАП в интегральном исполнении входят встроенный двоичный счетчик и резистивная цепь типа R-2R, необходимая для создания тока (гл. 14). Эта схема требует некоторого внешнего обрамления - источника импульсов синхронизации и необходимую управляющую логику.

Ток /вых подается на инвертирующий вход усилителя Уь Напряжение вывода Бых равно /выхР. Это напряжение подается как на выход схемы, так и на инвертирующий вход усилителя Уг - операционного усилителя, включенного по схеме компаратора.

Входное напряжение, из которого должна быть произведена выборка, подается на неинвертирующий вход компаратора Уг. На выходе компаратора сохраняется высокий уровень до тех пор, пока вх превосходит вых. В состоянии выборка на обоих входах схемы управляющей логики действует высокий уровень. При этом на ее выходе действует низкий уровень и синхроимпульсы на ЦАП не поступают.

Теперь рассмотрим, как протекает типичный цикл выборки. На соответствующий вход подан импульс сброса. Ое устанавливает двоичный счетчик ЦАП в состояние, скажем, 00000000, и обеспечивает блокировку входа синхронизации ЦАП. Затем подается импульс выборки. Он используется для того, чтобы снять блокировку схемы управления и дать возможность импульсам синхронизации пройти на вход двоичного счетчика ЦАП.

Ток /вых равен нулю, когда на счетчике установлен нуль, но он получает фиксированное приращение всякий раз, когда содержимое счетчика увеличивается в ответ на поступление импульса синхронизации. В исходном состоянии, когда на счетчике зафиксировано значение 00000000, и ток /вых, и напряжение вых равны нулю.

Выборка начинается тогда, когда становится высоким напряжение на входе разрешения выборки. В это время схема управления начинает пропускать импульсы синхронизации на ЦАП. Всякий раз когда получают приращение выходы двоичного счетчика ЦАП (на схеме не показаны), получает фиксированное приращение ток /вых, а следовательно, и напряжение вых. Таким образом, напряжение вых возрастает подобно линейно-возрастающей или пилообразной функции.

Напряжение £вх, из которого должна быть произведена выборка, подается на неинвертирующий вход компаратора Уг. Выход этого каскада сохраняет высокий уровень и поддерживает в рабочем состоянии управляющую схему ЦАП до тех пор, пока входное напряжение Евх больше, чем выходное напряжение вых. Когда входное напряжение равно выходному, дифференциальное входное напряжение компаратора равно нулю (Ев = = Евых), следовательно, выходное напряжение падает до нуля и тем самым отключает управляющую схему ЦАП. Импульсы



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [49] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.016