Studopediya

КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военно дело (14632) Висока технологиите (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къщи- (47672) журналистика и SMI- (912) Izobretatelstvo- (14524) на външните >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) История- (13644) Компютри- (11121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) култура (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23,702) Matematika- (16,968) инженерно (1700) медицина-(12,668) Management- (24,684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образование-(11,852) защита truda- (3308) Pedagogika- (5571) п Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) oligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97182) от промишлеността (8706) Psihologiya- (18,388) Religiya- (3217) с комуникацията (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) спортно-(42,831) Изграждане, (4793) Torgovlya- (5050) превозът (2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596 ) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Telephones- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно (12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

усилватели на БНТ




Като пример, помисли усилвател FET на RC с PN възел, включен от общ източник (фиг. 6). Ние използваме един транзистор с п-канален тип.

За първоначалното напрежение на транзистора използва и трябва да бъде на положителен (PN възел трябва да бъде под напрежение блокиране). За да се получи този източник на напрежение верига включва резистор R и пад на напрежение, което се случва, и R и изтече него източник първичен ток I IN. Напрежението и през резистор R и R 3 се предава на затвора. Тъй като FET порта ток е незначителен, спад на напрежението в резистентност R 3 е практически нула, така че от = ф R и

Фигура 6

Разглеждане на схемата предоставят първоначален режим на работа се нарича схема с автоматично превключване.

Предвид първоначална изтичане на ток (СН = I В) и първоначалното напрежение U МФ между източника и порта. Тогава съпротивление R и трябва да се избира от отношението

R на резистентност обикновено избран от порядъка на 1 Mohm.

Полезно е да се отбележи, че горната схема осигури първоначален режим на работа се характеризира с повишена стабилност. Ако по някаква причина първоначалното изтичане на ток I СН ще започне да се увеличава, това ще доведе до повишени натоварвания U R U и U i3, което ще предотврати значително увеличение на ток I СН.

Модул в среда честота етап печалба се определя от уравнението

където S-stokozatvornoy проводимостта характеристики на полеви транзистор определя от директории.

Назначаване на кондензатори С1, С2 и С4 е подобна задача на съответните кондензатори RC - усилвател биполярен транзистор.

Честотните характеристики на този усилвател е, подобно на честотните характеристики на RC - усилвател биполярен транзистор.

LINEAR схема въз основа на

Операционни усилватели (операционен усилвател)

Както вече бе отбелязано, операционни усилватели в момента се използват в различни електронни устройства. Те са широко използвани както в аналогов и в импулсни устройства електроника. В същото време, има често използваните видове линейни схеми, базирани на операционни усилватели. Такива типични схеми трябва да знаят всеки инженер, използвайки електронни устройства. Именно тези схеми, са обсъдени по-долу.

Той е много полезен за овладяване на относително прости техники за ръчен анализ на електронни схеми, базирани на операционни усилватели. Това до голяма степен ще улесни разбирането на принципа на работа на специфични електронни устройства и ще допринесе за постигането на надеждни резултати от анализа на двигателя. Тези методи на анализ се базират на редица предположения, направени при допускането, че се използват операционни усилватели са достатъчно близо до идеала. изчисления, практиката показва, че получените въз основа на резултатите предположения са доста приемлива грешка.



Ние правим следните предположения:

1. входния импеданс на операционен усилвател е безкрайна, токовете са нула входни електроди ( ).

2. изходния импеданс на операционен усилвател е равно на нула, т.е.. Е. От изхода на операционен усилвател е идеален източник на напрежение (R от = 0).

3. печалба напрежение (печалба диференциален сигнал) е равна на безкрайност, и режим сигнал разликата в печалбата е нула (това не е позволено късо терминали на операционен усилвател).

4. В режим на насищане на изходното напрежение е равно на модул захранващото напрежение, и знака определя от полярността на напрежението на входа. Полезно е да се обърне внимание на факта, че в насищане не винаги може да се предположи, диференциален сигнал за нула.

5. по фаза сигнал няма ефект на операционен усилвател.

6. напрежение пристрастия на нула е нула.

Обръщане усилвател на базата на ОУ

Да разгледаме обръщане усилвател верига (Фиг. 2,25), което показва, че работи успоредно на обратна връзка напрежение. Тъй като аз - = 0, тогава в съответствие с първия закон на Кирхоф и 1 = I 2.

Фигура 7

Да приемем, че операционен усилвател работи в режим на усилване, след раз = 0. Следователно, въз основа на втория закон на Кирхоф получи

Като се има предвид, че аз 1 = I 2, получаваме

Така усилвателя инвертиращия се характеризира с увеличаване на напрежение, равно на

За да се намали ефекта на входния ток на операционен усилвател изходното напрежение neinvertiruyushego вход верига включва резистор със съпротивление R 3 (фиг. 8), която се определя от експресията

Фигура 8

Входното съпротивление на обръщане усилвател при ниски честоти по същество под оперативния усилвател входно съпротивление. Това напълно съответства ранната заключение, че паралелно отрицателна обратна връзка, която възниква във веригата, входно съпротивление намалява. Предвид това, че раз0, лесно се вижда, че на входния импеданс на усилвателя при ниски честоти е приблизително равна на R 1.

Изходният импеданс на обръщане усилвател при ниски честоти R О. OC значително по-малко в сравнение с изходния импеданс при ниски честоти R х всъщност операционен усилвател. Това е следствие от негативното въздействие на напрежението.

Може да се покаже, че

където K - напрежението печалба на операционен усилвател.

Схеми с диоди

и ценерови базирани OU

Предлаганите схеми са нелинейни, защото те съдържат нелинейни елементи - и ценерови диоди. Често обаче тези схеми са анализирани, без използването на компютри като линейна. Често е ценерови диоди и се счита за идеален заместител на открит и ценерови диоди и късо съединение, заключени диоди и Zener - паузи и ценерови работа в режим на авария, - източник на напрежение.

При използване на такива методи нелинейни вериги линеаризация основен проблем се крие във факта, че преди анализа за да се определи в кой режим всеки нелинейни елемент. Тук е от голяма полза може да бъде като опит анализ на веригата. Нека направим някои предположения за състоянието на нелинейни елементи (например, се приема, че първият диод е отворен, а вторият е затворен, и така нататък. Г.). След това, след анализ на веригата извършва въз основа на това предположение, трябва да се провери точността му. Например, трябва да се гарантира, че през уж отворен диод, заменен от късо съединение, токът тече в посока напред. Когато схемата на двигателя анализ като се счита, анализира като нелинеен.

Например, за да се извърши анализ на веригата на фиг. 9, като се предполага, че диодите - са идеални. Да предположим, че в началото и в = 1V. Ако диод D1 е отворен (да го замени с късо съединение) и диод D2 - затворен (замени се раздели), ние получаваме еквивалентна верига, показан на фиг. 10. От това следва, че схема

Фигура 9

Фигура 10

Фигура 11

Потвърждаване на правилността на предположението, направен, които определят тока и D 1 и диод D 1, напрежението U D 2 от диод D 2. Използване на предположението, че раз = 0, ние получаваме ф D 2 = -2 V и D 1 = 0.2 mA. Тъй като напрежението в целия диод D 2 е отрицателно и ток през диод D 1 е положителен, може да се твърди, че предположението е вярна.

Да предположим, че сега в = -1 V. приемем, че диод D 1 е затворен и диод D 2 е отворен. Тогава се получи еквивалентна верига, показан на фиг. 11, от които можем да получите, че

За да се провери предположението определи Бих 2:

Очевидно е, че D 1 = 0. Тези резултати показват, че предположението е вярна.

DC усилвател

Мощност, наречена DC усилвател (DCA), ако може да се разширят постоянни и бавно различни сигнали. Такова усилвател може да се използва за амплифициране на вариабилните сигнали.

Описаните по-горе операционни усилватели, които са DC усилватели. Но това не се счита за вътрешната структура на операционни усилватели.

До постоянно или бавно променящите сигнали могат да се предават от входа на усилвател на мощност, които да се използват само галванична връзка между отделните части или усилвателя тези сигнали трябва да бъдат превърнати в променливи. Получените променливотокови сигнали могат да бъдат амплифицирани с помощта на AC усилвател, в която галванична връзка прекъсната чрез кондензатори или трансформатори. След амплификация променливотокови сигнали трябва да се превърнат в постоянен или бавно променя.

При конструиране на DCA използване галванична връзка между етапи DCA получен, който е присъщ на такъв вреден явление нула спрея. Под нулата разбере спонтанна промяна на изходното напрежение при постоянна нула вход. Основните причини за нула дрейф на усилвателя са: промяна на параметрите на елементи на схемата, особено транзистори, дължащи се на промени в температурата на околната среда; промяна на захранващи напрежения; постоянна промяна на активни и пасивни елементи на параметрите на верига, дължащи се на стареене. нулев дрейф сигнал може да бъде съобразен с полезния сигнал, следователно, изграждането на DCA предприемат мерки за намаляване на нулата. Основните мерки намаляване на дрейф на твърди стабилизиране на захранване на усилватели, използването на отрицателна обратна връзка, използването на балансирани схеми за компенсиране DCA, използването на елементи с нелинейна температура зависимостта на параметрите за компенсиране на температурата дрейф, използването на DCA с междинно превръщане и др.

Важен въпрос в изграждането на DCA също е съвпадение на потенциали на съседните етапи, съвпадение на входен сигнал с DCA и DCA натоварване връзка, така че с нулево входно напрежение напрежението върху товара е също нула. Следователно, DCA протозои, състояща се от множество етапи, свързани последователно и свързани електрически (директно) връзка, дори ако потенциалната съвпадение имат редица недостатъци, основните от които е нула спрея.

По този начин, за да се елиминират недостатъците споменати по-горе TF изграждане на балансирани паралелни каскади представляват балансиран мост, едното рамо на който е включен товара, и в друг -Power доставка. Схемата на такива DCA е показано на фиг. 12.

Устойчивостта на колектор R К R 1 и R2, транзисторите Т1 и Т2, резистор R E образуват мост с един диагонал на който е свързан източник на захранване Е К, докато другият диагонал - между колекторите на транзисторите - товара е включен.

Фигура 12

В нула входни сигнали и пълна симетрия верига (R К1 = R К 2, Т1 и Т2 са идентични) потенциали на колекторите на транзисторите Т1 и Т2 са идентични и О и равни ф K 1 -u К 2 е равна на нула. схеми висока стабилност се дължи на факта, че когато захранващото напрежение или промени при идентични параметри на транзистори (например, поради температура) на потенциала на двете колектори получават равни стъпки и следователно, изходното напрежение остава равна на нула. В реалните схеми, винаги има някаква асиметрия на раменете и има известно отклонение от нулата, въпреки че е значително по-малко, отколкото в други схеми. Входният сигнал в тази схема може да бъде осигурена или между бази или на една от основите на друга при фиксирана потенциал.

Представяне R Е под формата на два паралелно свързани два пъти големината на устойчивост (вж. Пунктираната линия на фиг. 12), може да се види, че TF обект представлява две каскада с стабилизирането емитер комбинирани по подходящ начин (вж. Вертикалните разделителни линии). Свързан в серия с допълнителен източник на R Е Е Е може да осигури първоначалните транзистори работен режим, в която входните потенциали са нула, и по този начин е възможно да се отстрани от съпротивлението верига делители R 1, R 2, R 3, R 4. Резултатът е диференциален усилвател верига.

DC усилвател с модулация и демодулация

(MDM тип усилвател)

В този тип усилватели вход постоянна или бавно различна сигнал, както вече бе отбелязано, се превръща (модулира) в висока честота променлив сигнал. Полученият сигнал се усилва от усилвателя AC, и след това отново се трансформира (демодулира) в константа или бавно различна. AC честота на напрежението често е от порядъка на десетки килохерца.

Структура тип MDM верига усилвател е показано на фиг. 2.13. Модулатор преобразува вход DC или бавно различна сигнал в променливо напрежение с честота / ОП определя от генератора еталонно напрежение и амплитуда, пропорционална на входния сигнал. Напрежението на променлив и m изхода на модулатора към входа на ниска честота променлив ток усилвател. Демодулатор - фаза чувствителни токоизправител - преобразува променливото напрежение в постоянен, степента на напрежение DC пропорционална на амплитудата на променливото напрежение, и следователно пропорционална на входния сигнал.

Синхронизационната диаграми, посочени в Схема напрежения обясняващи работата на усилвателя е показано на фиг. 2.14.

Защото усилватели тип MDM отрязани галванична връзка между етапите, че е възможно да се постигне високо качество печалба, тъй като нулата в отсъства верига. Такива усилватели могат да бъдат използвани в висока точност (висока точност) устройства. Друг тип усилватели предимство MDM е възможността да се изолират от входа на трансформатора и изходни части. Изолация усилватели са широко използвани, например, в медицинската електроника.

Фигура 13

Фигура 14

усилватели на мощност

(Мощен изходни усилватели)

Един усилвател нарича усилвател предназначен за определен товар мощност Р Н за определен товар съпротивление R Н. Усилвател на мощност е пример на силови електронни устройства. Основната цел на развитието на такива устройства е да се изплати определен капацитет на натоварване.

За разлика от това да захранва електронни устройства на проектиране информационен устройство (информация) електроника основна цел е да се извърши предварително определена обработка на сигнала и да получат изходни сигнали, съдържащи определена информация за входните сигнали. Като пример може да се спомене, устройството за определяне в кой момент във времето на входен сигнал се максималната си стойност. информативни електроника устройства обикновено се стремят да се намали силата на обработените сигнали до ниво, при което имунитетът на устройството все още приемливо. Оказва се в силови електронни устройства, подобен проблем не може да се постави по принцип.

Действителната устройство може да съдържа функции, както на електрониката власт и информативен, но повече за тези различия трябва да се има предвид. Трябва да се отбележи, че информативен функция на електронни устройства, все по-често поема микропроцесорите. Но микропроцесори, разбира се, не могат да изпълняват функциите на силови електронни устройства.

В усилвател, са склонни да имат по-голямата част от консумираната мощност на устройството, част от която е той. Ето защо, пълно внимание се обръща на подобряване на ефективността на усилвателя мощност. Друг важен въпрос е да се намали общия размер и тегло на усилвател, тъй като те често се определят размерите и теглото на цялото устройство. Проблеми на повишаване на ефективността и намаляване на габаритните размери са тясно свързани, тъй като размерите и теглото на усилвателя са силно зависими от размерите и теглото на охладителя. По-голямата ефективност, по-малките габарити и тегло на усилвателя.

Транзистори мощни усилватели, работещи в голям сигнал режим, когато амплитудата на променливите компоненти на напрежения и токове са достатъчно големи. По този начин проявява значително нелинейни свойства на транзистори и има нелинейна нарушаването на входния сигнал. От друга страна, той обикновено не е позволено да изход на сигнала е много изкривена.

Нивото на хармонично изкривяване и ефективност от усилвателя мощност значително зависи от първоначалния режим на работа, при който на нелинейните изкривявания са причинени от нелинейност на не само на входа, но характеристиките изхода на транзисторите, тъй като те работят в голям сигнал режим. Минималното ниво на хармонично изкривяване може да бъде предоставена в класа A режим, и възможно най-висока ефективност - в режим на AB клас B или.

мощните усилватели са с един цокъл и пуш-пул, първият работещ в клас А режим, а втората - в режим на AB клас B или. Еднотактовият мощни усилватели се използват при сравнително ниска мощност (няколко вата).

В съответствие с изискването за предоставяне на предварително определен товар мощност P H при проектирането на усилвател трябва да се реши въпросът за избор на подходящ усилвател напрежение E. Да приемем, че захранването на споменатия напрежение върху товара може да създаде синусоидален сигнал с максималната възможна амплитуда на напрежението

След това максималното възможно натоварване мощност Р Н MAX се определя с израза

Дето

Ако по някаква причина, изберете получената стойност Е не е възможно, на трансформатора може да се използва за да съответства на усилвателя и товара. Въпреки това, един трансформатор е често нежелан елемент на усилвателя мощност, тъй като това е сравнително скъп и сложен за производство на устройството.

Разглеждане на съвпадение усилвател и товара от трансформатор (фиг. 15). Чрез W 1 и W 2 съответно означава броя на завъртанията на първични и вторични трансформаторни намотки и чрез О и R О и - съответно на изходното напрежение и изходния импеданс на усилвателя.

Фигура 15

При определяне на товароносимостта на веригата могат да бъдат заменени от еквивалентни схема, показана на фиг. 16. В това чрез R 'п означава намалено съпротивление натоварване

където п - коефициент на трансформация

Фигура 16

Промяна на коефициента на трансформация, е възможно да се постигне необходимата съвпадение на усилвателя и товара, и е известно, че максималната мощност на товара се дава, когато R = О R 'Н. Следователно, ние определи оптималната стойност на коефициента на трансформация:

Трансформатор усилватели на мощност

Да разгледаме един цокъл усилвател в която трансформатора включен във веригата с OE (фиг. 17). Трансформатори TP 1 и 2 TP са проектирани за да съответства на натоварването и изходния импеданс на усилвателя и входно съпротивление на усилвателя с импеданс от входния източник, съответно. Елементи и R D осигуряват първоначалната работа на транзистора и С увеличава променливия елемент идва Т. транзистор

За схема анализ изобразяват семейство изходни характеристики на транзистора, линията на натоварване и времето класации (фиг. 18). Линия 1 - ред товар за постоянен ток издаването от точката, съответстваща на К Е, и склоновете му се определя от омично съпротивление на първичната намотка на трансформатора TR 2. Точка 0 е началният момент на работа на транзистора. Минава през него линия натоварване AC 2, чиито наклон се определя от намалено съпротивление на товара. От графичния строителството, от това следва, че напрежението върху транзистора може да постигне почти двойно стойността E К.

Начертайте количествен анализ на схемата:

където - изходна мощност, хвърлен към първичната намотка на трансформатора TR 2;

където - TR ефективност 2 ( = 0,75 ÷ 0,95).

Мощността, консумирана от усилвателя от източника на захранване, Следователно, ефективността на усилвателя

За идеален усилвател и следователно, теоретичната ефективност η усилвателя теор = 0.5. Реал същата ефективност

η недвижими = 0,3 ÷ 0,35.

Да разгледаме мощност усилвател механизма за издърпване (фиг. 17). Транзисторите могат да бъдат включени в или схемата за MA (фиг. 17а) или листа (фиг. 17Ь).

Двете вериги могат да работят в режим на клас В (резистори R 1 и R 2 не са използвани) или в режим клас АВ или А (резистори R 1 и R 2 предоставят съответните първоначални транзистори работен режим).

Синхронизационната диаграми, съответстващи на клас B (фиг. 18) показват, че усилвателя механизма за изтегляне могат да се разглеждат като два независими схеми работят алтернативно, във всеки половин цикъл на входния сигнал. Количественият анализ на усилвателя механизма за изтегляне работи в режим клас В, когато транзистори са разположени в обща основа (фиг. 2.43, б). Средната ток (DC компонент) на всеки от транзисторите с обратен ток I k0.

Фигура 17

Фигура 18

По този начин, ток и мощност, консумирана от усилвателя от източника на захранване, съответно:

където

Точно както е било направено по-рано за усилвател на единния цикъл, определете и

Следователно, ефективността на усилвателя пуш-пул мощност в режим клас

За идеален усилвател и следователно, теоретичната ефективност Въпреки това, действителната ефективност е 0.6 ÷ 0.7.

Тъй като трансформатор е нежелателно елемент на усилвателите на мощност, тъй като има големи размери и тегло, е относително сложен за производство, е понастоящем най-широко използваните са безтрансформаторни усилватели на мощност.

Трансформатор усилватели на мощност

Да разгледаме усилвател на мощност на двутактов използване биполярни транзистори от различен тип проводимост на входния усилвател напрежение и положителния половината Rin транзистора Т1 работи в режим на усилване, транзистор Т2 - в режим на изключване. На получаване на отрицателни половин вълна обмен транзистор роли. Тъй като напрежението между базата и емитера на открито транзистор е малък (около 0.7 V), напрежение О е в близост до напрежение и Rin. Въпреки това, на изходното напрежение е изкривен заради ефекта на нелинейност на входните характеристики на транзисторите. За текущата усилвател е максималното възможно амплитудата на напрежението в товара е равна на U съм Е. Следователно, максималната възможна сила натоварване дава с израза

Може да се покаже, че максималната мощност усилвател натоварване консумира източници на захранване, определени от израза

Ето защо ние се получи възможно най-високата ефективност фактор на усилвателя

За да се намали нелинейна изкривяване осигури някои първоначални компенсира при входовете на транзистори и по този начин ги прехвърля в клас AB режим (фиг. 19). Така ефективността намалява до известна степен.

Фигура 19

Помислете усилвател лицеви издърпайте мощност с операционен усилвател (фиг. 20). Схемата използва обща отрицателна обратна връзка (резистори R X и R 2), обхващащ както етап (операционен усилвател и биполярен транзистор), чрез който верига генерира толкова малки нелинейни изкривявания, които често не изисква допълнителни пристрастия вериги за каскадни транзистори Т 1 и Т2. Тъй като напрежението в натоварване R п приблизително равно на напрежението на изхода на операционния усилвател, изходната мощност на усилвателя е ограничен само до изходното напрежение на операционния усилвател.

Фигура 20

Аналогово-цифров преобразуване на сигнали

Цифрово-аналогов преобразуватели (DAC, КПР - цифрово-аналогов преобразувател) са предназначени за преобразуване на цифрови сигнали в аналогов. Те се използват за генериране на сигнал като напрежение или ток, оперативно свързан с кода за управление, и в повечето случаи, функционалната връзка е линейна. КПР преобразува цифров (двоичен или BCD) код в напрежение или ток, стойностите на които са пропорционални на цифров сигнал. Така например, на входа на четири битов ЦАП 16 може да дойде различни двоични числа (2 април = 16), а всеки такъв брой ще съответства стриктно своята напрежение стойност на изходната стойност КПР или изходен ток. Очевидно е, че с увеличаване на броя на DAC вход увеличава броя на възможните стойности на параметрите на изхода и разликата между две съседни стойности на тяхната намалена, т.е.. Се генерира Е. изходния сигнал, всички по-близо към аналогова стойност.

Такова превръщане на цифрови сигнали в аналогови необходимо, например, при възстановяване на аналогов сигнал, след преобразува в цифров сигнал за дълго разстояние предаване или съхранение (като сигнал може по-специално да бъде звук).

Друг пример за такова превръщане - получаване на цифров управляващ сигнал на устройства за контрол, операция на който е директно определят от аналогов сигнал (който по-специално се отнася и за управление на двигателя).

ЦАП се използват в системите за предаване на данни, измервателни инструменти (волтметри, генератори, цифрови осцилоскопи и м. П.) В компютърните системи (формиране на изображения на екрани, и така нататък. P.) В радар инженерство и в много други области.

Основните параметри включват разрешаването на КПР, времето за уреждане, грешката на нелинейност, офсет грешката е нула, и др.

Резолюция - обратното на максималния брой на квантуване стъпки. Понякога резолюцията на DAC се оценява размер на стъпката квантуване, т. Е. стойност на изходното напрежение, когато входния код с една LSB. Очевидно е, че колкото по-висока е резолюцията, толкова по-голяма е малко КПР.

Декантиране време т YC т - интервал от време от подаването на входния код, когато изходният сигнал влиза в предписаните ограниченията грешка.

нелинейност на грешка - максималното отклонение на промяната на графика в изходното напрежение от идеалния права линия в целия диапазон на трансформация.

Отместване Грешка - размера, с който изходният сигнал се измества по отношение на нула, когато входния код съответства на нула.

Всички КПР се класифицират според редица функции: принципът на работа, от формата на изходния сигнал, естеството на източника на напрежение позоваване на поляритета на изходния сигнал и др.

В допълнение, на КПР се разделя на броя на входящите бита, хардуерни компоненти, време за настройка, консумация на енергия, напрежение, и така нататък. Н.

Принципът на работа на най-широко КПР обобщавайки токове, напрежения и разделяне на сумирането на напрежения.

В изходните DACS сигналните всички акции в ток КПР и КПР напрежение изход.

Поради естеството на източника на опорно напрежение разграничи КПР постоянно опорно напрежение и променлива опорно напрежение.

Според продукция полярност КПР са разделени на едно- и биполярно.

Както е дискутирано по-долу, аналогово-цифрови преобразуватели (ADC), ЦАП са "връзка" между аналогови и цифрови електроника. Съществуват различни принципи на КПР.

Да разгледаме най-често използваните от тях. Фиг. 21 показва диаграма на DAC сумиране претеглени токове.

Фигура 21

Ключ S 5 е затворен само когато всички ключове са отворени S 1 ... S 4 (където U от = 0). 0 U - позоваване напрежение. Всеки резистор във входната верига, съответстващ на определена категория на двоично число.

По същество, това КПР - обръщане усилвател на базата на операционен усилвател. Анализът на такива схеми не представляват някакви трудности. По този начин, ако един ключ е затворен S 1, тогава U = 0 -U О · R ° С / R, което съответства на един от първите и нули на всички други бита.

От схемата за анализ, че изходното напрежение е пропорционално на броя на модул се определя от двоичен код ключ състояние S 1 ... S 4. Toki S 1 ... S 4 ключове са обобщени в точка А, където потоците от различни ключове са различни (има различен "тегло"). Това се посочва името на веригата. От изложеното следва, че

т.е.

където S I, I = 1, 2, 3, 4 заема стойност 1, ако съответния ключ е затворен, и 0, ако ключът е отворен.

Състояние на ключовете се определя от конвертируеми кода вход. Схемата е проста, но има някои недостатъци: значителна промяна на напрежението върху клавишите и използването на резистори със силно различни съпротивления. Изискваната точност на тези съпротивления да се осигури трудно.

Разглеждане на DAC основава на резистивен матрица R-2R (матрица постоянно съпротивление) (фиг. 22). В схемата се използва така наречената смяна на ключов S 1 ... S 4, всяка от които е в една от състояния, свързани с една обща точка, така че напрежението върху клавишите са малки. Ключови S 5 е затворен само когато всички ключове S 1 ... S 4 са свързани с една обща точка. В входната верига на резистори използвани само с две различни стойности на съпротивление.

Фигура 22

Тя може да се види от анализа на схемата, както и че за нея изход напрежение, пропорционално на броя на модул, двоичен код се определя от ключова държавна S 1 ... S 4. Анализът е лесно да се извърши, като се има предвид следното. Нека всеки от S 1 ... S 4 ключове, свързани с общата точка. След това, както се вижда лесно, напрежението върху една обща точка на всяка от точките след ... г 2 пъти по-голяма от предишната. Например, напрежението в точка б е 2 пъти по-голяма, отколкото в точка а (напрежението U един, U Ь, U С и U г в тези точки се определя, както следва: U г = U 0; U с = U 0/2; U б = U 0/4; U а = U 0/8). Да приемем, че състоянието на тези ключове се е променило. Тогава напрежението в точките на ... г няма да се промени, тъй като напрежението между входовете на операционен усилвател е практически нула.

Лесно е да се види, че функцията на матрицата е, че при всяко положение на ключа S 1 ... S 4, съпротивата въвеждане на матрицата винаги е равен на R и следователно токът в матрицата от източника на опорно напрежение U 0 е винаги равна на I 0 = U 0 / R. Освен това последователно разделен на възлите на матрица г, C, B, A Binary право.

За да представлява всяка цифра на десетично число използва отделен матрица R-2R (означен с квадратчета). 0 ... Z Z 3 означават числата определени състояние на всеки бутон на матрицата R-2R. Принципът на действие е разбираемо, като се има предвид, че съпротивлението на всяка матрица R, и ако вериги изпълняват анализ фрагмент е показано на фиг. 23.

Това следва от анализа, който

където

Ето защо, С оглед на това, ние получаваме

Така, в горните схеми чрез използване на операционен усилвател, на трансформация двоични мащаб течения в изходното напрежение. Въпреки това, операционни усилватели са най-бавни-части КПР. Колкото по-висока скорост, осигурява ток КПР. Токовете по такъв DAC могат да бъдат образувани от множество транзисторни източници на ток с мащабиране емитер резистори или с помощта на матрица R-2R резистор емитер. Помислете и двете опции. Фиг. 24 показва четири битов ЦАП верига с матрица R-2R, и Фиг. 25 - с една мащабно КПР емитер резистори.

Фигура 23

позоваване преобразувател напрежение на тока се основава на операционен усилвател OpAmp, транзистор T 0 и примерен резистор R 0 и референтната ток е равен на 0 I = U 0 / R 0. Напреженията на базите на транзисторите източници на ток газоразрядни са равни на напрежението на базата на транзистора T 0 (всички основи на транзистори, свързани), така че токовете в тях се определят от матрица R-2R (фиг. 24) или матрица мащабирани (претеглена) резистори R ... 8R (фиг. 25) и двойки от транзистор на транзистора. По този начин, на ток в транзистор Т1 е два пъти по-малък от транзистор Т2 до 4 пъти по-малко, отколкото в транзистор T 3 и 8 пъти по-малък от транзистор Т4, кн. Е. ключ S 1 съответства на LSB четири битов двоичен номер и S 4 - следващата цифра. Ако превключвател S Аз, е от лявата страна, това съответства на единица в съответната-тото цифрен вход номер. Право ключова позиция S и до нула съответства на I-та цифра. По този начин, чрез транзистори T 4 -T 1 възникне двоични претеглените течения и транзистори имат съотношение на площ от 8: 4: 2: 1, съответно. Изменението на тези токове се контролира от изчислените стойности на ток I 0 на транзистор Т 0, което е транзистори T 4 -T 1 в идентични температурни условия. В случай на I 0 от зададената стойност на базата на транзистора Т4 -T 1 е снабден коригиращ сигнал, който ще възстанови първоначалното съотношение между 8: 4: 2: 1.

Фигура 24

Произведени DACs често съдържат комбинирани резистивен матрица. Така чип DAC Тип K594PA1 е dvenadtsatirazryadny DAC комбиниран резистивен матрица и биполярни транзистори. Резистивен матрични използвани двоични претеглените резистори в Двата MSB на първия до осмия матрица R-2R в LSBs с девети до дванадесети. Матрицата се образува на един чип, който е част от чип, в тънкослоен технология и тяхното производство използва лазерно изрязване резистори матрица.

Фигура 25

Ако се изисква ток DAC за получаване на изходното напрежение, след това може да стане чрез свързване към външно операционен усилвател изход с резистор в отрицателна обратна връзка верига, по същия начин като в по-горе обсъдени DAC (фиг. 21- 23). Често това (или тези) резистори са вградени в КПР. Така, в тип DAC K594PA1 точност резистор има 2 до 5 ома всяка, и те могат да бъдат включени в отрицателна обратна връзка външно на операционен усилвател или последователно, или едновременно, или може да бъде включен един от резистори. Когато това се изходното напрежение ще се промени на първо място до 20 V, във втория - до 5 V, а третото - до 10 V.

Както следва от анализа на предварително счита DAC (фиг. 21), тяхното изходно напрежение е пропорционално на произведението от референтната напрежение на цифров код вход. Това се използва за изграждане на фона на зачестилите DACS, което не е източник на опорно напрежение, но то има вход за връзка. Ако на входа се умножи КПР хранене променливо напрежение на изхода на КПР също ще бъде променливо напрежение, чиято амплитуда се определя от цифровия вход код на КПР. Този факт се използва за промяна на размера на променливото аналогов сигнал в предварително определен брой пъти, например, в цифрови затихватели различни устройства.

В умножи КПР обикновено се прилага настоящите ключове на базата на транзистори MIS в режим Снимка ниско напрежение, която им позволява да се работи с позоваване напрежение и знак произволна форма. Изходното напрежение на КПР може да бъде както положителен и отрицателен.

Използвайте счита КПР (паралелен трансфер на данни), заедно с микропроцесори води до факта, че тези устройства заемат твърде много от пристанищата на микропроцесора. В този случай можем да използваме последователно КПР (DAC сериен). Такива ЦАП често са вградени смяна на данните от регистъра, който получава КПР в сериен вид и обвинени в паралел. Следва да се има предвид, че процентът на данни на КПР е по-ниска, отколкото в КПР с паралелно предаване на данни.

КПР може да бъде едно-и многоканален. Многоканално работи DAC е осигурен или на един чип комбиниране на няколко идентични DACs, работещи независимо един от друг, или чрез използване на превключвателя на канала.

Най-разпространени са серия DAC чипове 572, 594, 1108 11 18, и др. В таблица. 1 показва параметрите на някои DAC.

Таблица 1

По този начин, K1108PA1 чип е бърз 12-битов DAC и в съответствие с TTL схеми. Преобразува 12-битов паралелен код за изход еднополюсен или биполярно ток. Съставът включва 12 чипове на текущия бутон, настоящите ключове стабилизиране верига резистор стълба R-2R. Преобразуване се извършва чрез сбор от двоични претеглено течения. Той се използва в системи за обработка на информация, високоскоростни, измервателна техника, системи за автоматично управление, комуникации, промишлени и ефирна телевизия.

В таблица 1, последните две чиповете - дружество с КПР Максим със сериен интерфейс. По този начин, MAH551 чип е 12-битов DAC с изходен ток от захранващото напрежение от 5 V, е много малка консумация на ток - 5 mA и малки време за установяване - 80 наносекунди.

В случаите, когато е необходимо да се намали броят на битовете, използвани от DAC, е необходимо да се коригира броя на LSB DAC прилага логическите нули, т. Е. За свързване на определен брой DAC LSB на "земята."





; Дата на добавяне: 11.09.2014; ; Прегледи: 851; Нарушаването на авторски права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикува материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Не е авторът на материала, и предоставя на студентите възможност за безплатно обучение и употреба! Най-новото допълнение , Ал IP: 66.249.93.205
Page генерирана за: 0.052 сек.