Главная Операционные усилители



восприятия потенциалов деятельности клетки. Такой прибор будет стоить более 300 долл., однако этот прибор может быть в точности воспроизведен примерно за 35 долл. и даже за 20 долл. (если использовать другие, более современные элементы). Такой предусилитель претендует на название «физиологический» в основном по той причине, что он имеет высокий коэффициент подавления синфазной составляющей и входной импеданс порядка 100 млрд. Ом. Однако современные операционные усилители на биполярных полевых и БиМОП-кристал-лах имеют входные импедансы порядка 1500 млрд. Ом (1,5 тераОм!).

Сопряжение двух существующих приборов может заключаться всего лищь в изготовлении соответствующего отрезка жгута, имеющего разъем для одного прибора на одном конце и разъем для другого прибора на другом конце. Напротив, «сопряжение» может включать конструирование электронных схем, обеспечивающих совместную работу этих двух приборов.

И в промышленных, и в университетских условиях, а также в некоторых избранных любительских проектах может потребоваться создание специальной системы, состоящей из приборов, созданных по индивидуальным проектам, или из множества покупных приборов. Прежде чем серьезно взяться за такую работу, желательно изучить каждый прибор, чтобы выяснить его возможности, требования и особенности входа/выхода, назначение и диапазон каждого органа управления и схему прохождения сигнала внутри прибора. Если этого не сделать, то любая попытка создания системы приведет к тому, что устройство будет не оптимальным или, хуже того, может привести к разрушению одного или нескольких сборочных узлов.

Восприятие сигнала

Входная часть любого прибора состоит из каскадов, воспринимающих сигнал и подготавливающих его для последующих каскадов. В простейшем случае входная часть может состоять из одного простого предусилителя (операционного усилителя). С другой стороны, она может представлять собой сложный модуль восприятия аналоговых сигналов. Такие модули выпускаются фирмами Analog Devices, Burr-Brown и др.

Если вы планируете использовать входную часть или весь прибор для передачи информации в вычислительную машину, вам потребуется тот или иной аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Они были более подробно рассмотрены в гл. 14.

В приложениях широко используется также схема мультиплексора. Такие схемы позволяют передавать информацию от нескольких входов в один канал. Соответствующие модели мультиплексоров позволяют объединить в один выходной канал любое число входных каналов в пределах от 2 до 32. В боль-




ВыхоЭ 06ш,ая точка источника питания i/силителя

Поверхность заземления

Земля выходного сигнала


Рис. 16.1. Ситуация, приводящая к тяжелым последствиям - повсеместные токи заземления fo); правильное заземление (б).

шинстве случаев стоимость таких устройств возрастает быстрее, чем число каналов.

Существует два технических приема, к которым несерьезно относятся даже те, кто производит впечатление знающих,-- это заземление и экранирование. Главная причина осложнений, которые могут возникнуть в этой области, заключена в образовании так называемых цепей обратной связи через землю.

Такая цепь создается токами, протекающими в проводнике заземления. Этот ток создает падение напряжения, которое проявляется для системы как сигнал. Эта ситуация показана на рис. 16.1, а, где земля сигнала, общий проводник к источнику питания от усилителя и проводник заземления самого источника питания подключены к различным токам на поверхности заземления.

Поверхностью заземления может быть массивный толстый кусок меди, или сама земля, или большой лист металла, но даже в этом случае нет уверенности, что проблема решена. Если же



Земпл аналоговых схем

Единственная общая точка


ЗеМля цифровых схем

Рис. 16.2. Метод соединения земли аналоговых и цифровых схем на печатной

плате.

«землей» будет тонкий провод, то почти наверняка вы столкнетесь с проблемой цепей обратной связи через землю.

В случае, показанном на рис. 16.1, а, большой ток («большим» может считаться ток всего в несколько миллиампер) вызывает падение напряжения между точками В и С. Это можно интерпретировать как сигнал постоянного тока на входе усилителя. Хотя мы можем считать, что входной сигнал действует между точкой А и входной линией усилителя; в действительности входным сигналом для усилителя будет напряжение относительно точки С.

Мы очень часто говорим о необходимости заземления, но, по-видимому, возможны и такие случаи, когда точек заземления слишком много. Лучшая ситуация - это единственная точка заземления, как это показано на рис. 16.1,6. При этом формирование цепей обратной связи через землю исключается или по крайней мере значительно затрудняется.

Рис. 16.2 показывает, как это можно сделать при разработке рисунка печатных проводников на печатной плате. Проводники заземления от различных цепей сходятся в одну точку на тор-

SdM/l


Рис. 16.3. Типовой импульс.



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


0.0156