Главная Операционные усилители



синхронизации больше не поступают на двоичный счетчик ЦАП, и его выход сохраняет то состояние, которое он имел на момент приема последнего импульса синхронизации перед отключением управляющей схемы. Управляющая схема построена так, что она не включится вновь, даже если выход компаратора У2 снова станет положительным. Она включится только в ответ на следующий импульс разрешения выборки.

В связи с тем что двоичный счетчик остается в устойчивом состоянии, ток /цых также сохраняет постоянное значение. Итак, величина вых равна величине, достигнутой напряжением вхза интервал времени, когда импульс разрешения выборки имел высокий уровень.

Следует, однако, принять во внимание два фактора. Частота импульсов синхронизации должна быть достаточно высокой для того, чтобы напряжение вх имело возможность возрасти до нужного уровня. Это означает, что интервал выборки to должен быть достаточно большим для того, чтобы можно было произвести хорошую выборку.

Другая проблема связана с разрешающей способностью схемы. Все цифровые схемы выборки и запоминания строятся так, чтобы распознавались максимальные уровни вхИвых. Большинство из них обычно работает в диапазоне от О до 10 В. В таком случае в нашей схеме нулю будет соответствовать О В на выходе, а 10 В на выходе будет тогда, когда счетчик будет фиксировать максимальное значение (11111111).

Усилители абсолютного значения

В некоторых схемах достаточно иметь только амплитуду напряжения. Например, в векторном сумматоре (мы рассмотрим его чуть позже) требуется, чтобы на вход подавалось абсолютное значение напряжения, при этом имеется в виду, что оно будет положительным. В других случаях вас может интересовать только присутствие уровня напряжения, а не его полярность. В подобной ситуации лучше всего прибегнуть к усилителю абсолютного значения. Такие схемы суммируют выходы двух прецизионных выпрямителей, один из которых включен как инвертирующий каскад, а другой - как неинвертирующий.

Маленькие хитрости

с аналоговыми умножителями

В одной из предшествующих глав мы обсудим разнообразные схемы аналоговых умножителей. В большинстве случаев нам хотелось бы использовать такую ИС, которая подчиняется соотношению Ebix = KVVy.

Многие ИС, принадлежащие к классу умножителей, незаслуженно пострадали из-за того, что им дали такое название. На



самом деле они предоставляют массу возможностей для использования помимо простого аналогового умножения и таких операций умножения, которые осуществляются, например, при амплитудной модуляции, в этом разделе мы рассмотрим еще четыре арифметические операции, для реализации которых применяют схемы, основанные на использовании ИС аналогового умножителя.

Квадратор

Не нужно быть очень умным, чтобы сообразить, что схема с передаточной функцией вида

(9.5)

может также порождать

(9.6)

при условии, что входы Z и у связаны между собой так, что образуют один вход. Тогда устройство возведения в квадрат (квадратор) - это аналоговая схема, в которой используется умножитель со связанными между собой входами.

Аналоговые делители

Деление - действие, обратное умножению. Одна из причин, делающих операционные усилители столь полезными устройствами, состоит в том, что передаточная функция всей схемы об-ратна передаточной функции цепи обратной связи. Напомню, что в петле обратной связи простого усилителя постоянного тока стоит делитель напряжения (Ro.JRbx)- Он превращает каскад в


Рис. 9.10. Аналоговый делитель с аналоговым умножителем в цепи отрица»

тельной обратной связи.



умножитель напряжения, в котором отношение этих двух резисторов определяет константу умножения. Аналогично можно получить аналоговый делитель, если в петлю обратной связи операционного усилителя поместить аналоговый умножитель. Советую вам запомнить это свойство передаточной функции операционного усилителя. О нем не стоит забывать, так как часто без труда можно создать активную или пассивную схему, реализующую функцию, обратную той, которая нужна. Искомую функцию можно получить, поместив эту схему в петлю обратной связи операционного усилителя.

На рис. 9.10 показан пример простого аналогового делителя на основе умножителя. Вспомним одну из предшествующих глав, где мы установили, что аналоговый умножитель подчиняется следующему правилу:

Eo = KV,V,. (9.7>

В схеме рис. 9.10, где Уг соответствует Ео и вых соответствует

Vy, получим

V2 = KV,u,. (9.8>

Как вы помните, в гл. 1, рассматривая операционные усилители, мы установили, что, согласно закону Кирхгофа, токи Ii и h должны быть равны между собой. Следовательно, можно записать

Ii==VjR, (9.9а>

h = V/R (9.9б>

/i = /2, (9.9в)

V./RV/R, (9.9г)

(9.9д>

Подставив выражение (9.8) в (9.9д) получим

1/, = /<1/Аых- (9-10>

Произведем алгебраическое преобразование уравнения (9.10):

E,==VJKV,. (9.11)

Тем самым мы доказали, что аналоговый умножитель может работать как делитель, если его поместить в цепь обратной связи операционного усилителя.

Устройство извлечения квадратного корня

Еще одна схема, использующая инвертированную передаточную функцию, реализует операцию извлечения квадратного корня. Возведение в квадрат и извлечение квадратного корня - это

следовательно,



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


0.0158