Ю О Коваль - Основи теорії кіл - страница 46

Страницы:
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 

°2СС2 = —со2 Д(2): ї 2 3

ъ (2) СїС2 де     Ву ' = ї-^-

ї 2 3

3 (3)

Аналогічно можна одержати вхідний опір ± у'со , для чого достатньо реалізувати чотирибрамник, схему якого зображено на рис.4.36.

Ь с

а о

СІ

Рисунок 4.36 — Трикратна індуктивність Вї(3)

с

с

Ь

У цьому випадку матриця провідностей має вигляд:

(і) =

а

Ь

с

а

Г 0

0

0

Бї

 

усоСї

0

0

0

53

 

0

V 0

0

Б 4

ІссС

Ааа =

(7°)3 СїС2С3;

БїБ2 Б3Б 4; 7

аа

У»3 Вї(3).

Щоб змінити знак провідностей  Бг. Якщо

В

(3)

73С1С2Сз БіБ2 Б3Б4

достатньо змінити знак однієї з передатних

потрібно  одержати дійсний опір (уявну кратну

індуктивність), треба забезпечити уявну передатну провідність, що легко зро­бити, використавши в схемі (рис.4.34) реактивну вітку 2.

Кратні ємності та індуктивності застосовують, розв'язуючи задачі синтезу кіл за їх операторними передатними функціями (див. розд. 3 і 6) за умови р = у'со. При цьому кожен з елементів полінома, який входить до ОПФ, ре­алізується окремо, що значно полегшує процедуру синтезу.

Але сучасні методи синтезу спираються на реалізацію підкіл другого по­рядку, в яких поліноми знаменника та (або) чисельника ОПФ мають не більш, ніж другий порядок. Тому найширше розповсюджені саме біцистори, у яких кратність ємності або індуктивності дорівнює двом.

У сучасній схемотехніці кратні ємності (внаслідок широкого застосування Я, С кіл, у цьому підрозділі розглядатимуться схеми тільки для них) реалізують за допомогою універсального трибрамника, який можна одержати із струмових конвеєрів ССІІ.

Сам універсальний трибрамник - це елемент кола ("будівельний блок"), який описують системою рівнянь:

(4.62)

Тобто у рівняння (4.6ї) додана ще передатна провідність Б та змінений порядок нумерації (а = х, Р = 2, у = у). Інакше кажучи, в системі (4.62) додане

джерело струму (на вході у = у, кероване напругою на вході 2 = в). Умовне по­значення та еквівалентну схему такого трибрамника показано на рис.4.37.

З порівняння еквівалентних схем (рис.4.37, б і рис.4.34, б) видно, що для реалізації універсального трибрамника до входу (у + 0) в схемі (рис.4.34, б) слід увімкнути джерело струму БШ2, кероване напругою.

На базі трибрамних елементів (рис.4.38) легко реалізувати кратну ємність

 

0

А >

 

 

 

Ш аі

в

0

0

X

 

=

 

V 0

Б

0,

 

у]

 

 

В22) (рис.4.39).

а

Ьа о-

Шр

о у

б

Рисунок 4.37 — Універсальний трибрамник: а - умовне позначення;

б - еквівалентна схема

Так, для схеми заземленого біцистора (рис.4.39, а), де кратну ємність О(2) увімкнено до входу (а + 0), за умови А = 1, В = ±1 можна записати:

Б

де Б = +| Б|.

Для схеми плаваючого біцистора (рис.4.39, б) за умови  Аї = А2 = ї.

В = В2 = ±ї:

в22) =

де Бї = Б2 = ± Б

Бї + ІБ2

41р 0

їа х

1

11

а

б

іу

Рисунок 4.38 — Універсальний трибрамник з входами, з'єднаними із спільним вузлом на двох конвеєрах ССІІ: а - схема; б - умовне позначення

D2(2)=C1C2/\S\

а

аі о—

а2

аі

їй  " ' іьі   <^-^>

о--|--о Ui

D2(2)=CiC2(i/\Si\+1/\S2\)

б

Р

-±2

Y

C1

ті

Ci

Рі      I I Р2

Рисунок 4.39 - Схеми і умовні позначення біцисторів: а - заземленого; б -"плаваючого"

4.8.5 Трансімпедансні та транскондуктивні операційні підсилювачі

В 80-х роках ХХ століття на ринку з'явилися трансімпедансні операційні підсилювачі (ТОП) в монолітному інтегральному виконанні. Їх ще називають ОП із струмовим зворотним зв'язком. За своїми параметрами та властивостями вони значно переважають класичні ОП. Насамперед, ТОП мають значно більші робочі частоти, більші значення коефіцієнтів передачі, менший час затримки та встановлення, більшу лінійність при обробці великих за амплітудою сигналів, менші втрати (більший коефіцієнт корисної дії).

Як зразок можна навести ТОП фірми Analog Devices AD844 або AD846. Ці підсилювачі мають компенсаційний вхід Z. На рис.4.40, а показано умовне позначення ТОП, а на рис.4.40, б - його еквівалентну схему з урахуванням па­разитних параметрів (Rx = 50 Ом ; Rz = 4 МОм; Cz = 4 пФ).

ТОП є джерелом напруги, керованим струмом (відносно входів x, 0).

Транскондуктивні операційні підсилювачі теж мають значно більші, ніж класичні ОП, робочі частоти. Вдалим прикладом трансадмітансного (транскондуктивного) підсилювача (ОТП - в англомовній літературі ОТА) євиріб фірми National Semikondactor LM/3700, або, як його ще називають, "діамантовий транзистор" (фірми Burr-Brown - OP660). Ці ОТП працюють в області відеочастот і є джерелами струму, керованими напругою. Такий „діамантовий транзистор" має єдиний регульований параметр G = S (у діапазоні 40 мкСм ...40 мСм), який і є передатною провідністю. Умовне позна­чення елементів ОТП показано на рис.4.41.

X(+)

Y(-) о

о-[

Ix

Uy

A1 = A2 = B =1

A1Uy

б

Z -o

11     I 1

G

-o

Рисунок 4.40 - Трансімпедансний підсилювач (ТОП) з двома входами х, у та виходом 0: а - умовне позначення; б - еквівалентна схема

Рисунок 4.41 - Транскондуктивний операційний підсилювач (ОТП): а - умовне позначення „ діамантового транзистора"; б - елемент ОТП з двома входами; в - еквівалентна схема

4.8.6 Елемент CFA (Current Feedback Amplifier)

Ці «будівельні» елементи сучасної аналогової схемотехніки є чотири-брамниками, що їх виготовляє фірма Analog Devices, описуваними системою рівнянь:

(4.63)

На рис.4.42 зображено умовні позначення такого елемента та схема його синтезу на двох конвеєрах струму ССІІ.

x

 

1

G

G1

 

Г Lx 1

 

(ILx >

У

G

G

G

G

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

z

1

G

G

G

 

 

 

Lz

G

v G

G

1

G j

 

I L G J

 

lU G J

а б в

Рисунок 4.42 - Підсилювач із струмовим зворотним зв'язком (СБА): а, б - умовні позначення; в - схема на базі двох конвеєрів струму ССІІ

4.9 Запитання та завдання для самоперевірки і контролю засвоєння знань

1. Які схеми називають багатополюсником (багатобрамником), чотири­полюсником (двобрамником)?

2. Записати шість форм рівнянь чотириполюсника. Пояснити, в яких ви­падках кожна з форм запису має переваги перед іншими.

3. Які чотириполюсники називають прохідними, активними, симетрич­ними?

4. Як експериментально визначити параметри чотириполюсника?

5. Як, знаючи коефіцієнти однієї системи параметрів, визначити ко­ефіцієнти іншої?

6. Яке з'єднання чотириполюсників називають регулярним?

7. Довести, що матриця   )   біполярного транзистора із спільним емітером (рис.4.43) має вигляд:

/ ч Гі/^бе СУ]

v-/     у с

у — пер      ^ J

Знайти матриці

(А) та (Н)

/ ч Го    і/у

Відповідь: (А)

0

пер

1/(У пер 0бе ),

)■ —перлбе

о ^ 0

б

к

а

І1

0бе

ї

ХлерЦі

Пі

б

Рисунок 4.43 - Транзистор п-р-п типу: а - схема із спільним емітером; б - схема заміщення в області нижніх частот

Відповідь: Ни31(р)

8. Обчислити У-параметри 7-подібного чотириполюсника (рис.4.10), як­що замість ємності С2 увімкнено індуктивність Ь = 0,1 Гн. Дано: 01 = о2 = о = 100 Ом, С1 = С = 10 мкФ, со = 1000 Рад/с .

Відповідь: У11 = У22 = 0,01 і См; У12 = У21 = -1,26 ■ 106 еі1,25 См.

9. Знайти операторний і комплексний коефіцієнт передачі за напругою для кола, розглянутого у задачі 8.

р(ЬО 2 + С) + 2 ЬСО 2р2ЬСО + р(ЬО2 + С) + О '

10. Обчислити А-параметри 7-подібного чотириполюсника, поперечну ві-тку якого утворює ємность С, а кожну з подовжніх віток - індуктивність Ь. Да­но: ХС = 20 Ом, ХЬ = 10 Ом.

Відповідь: А\\ = А22 = -1; А12 = 0; А21 = - і 0,1 См .

11. Знайти коефіцієнт передачі за напругою при холостому ході та коефі­цієнт передачі за струмом при короткому замиканні для 77-подібного чотирипо­люсника, подовжня вітка якого утворена індуктивністю Ь, а кожна з поперечних віток - ємністю С.

Відповідь:

1

1 -со2 ЬЄ'

12. Несиметричний чотириполюсник навантажений опором 22. Кори­стуючись 2-параметрами, довести, що комплексні коефіцієнти передачі за струмом та напругою становлять, відповідно:

1

21

122 + 12

Ни

121 12

111122    112121 + 1111

е

13. Досліди холостого ходу і короткого замикання для симетричного чо­тириполюсника дали такі результати: ихх = 10 В; Іхх = 0,477 А; Рхх = 2 Вт

(Фх х > 0); ик з = 10 В; Ікз = 0,5 А; Ркз = 3 Вт (фкз > 0). Обчислити його харак­теристичні параметри.

Відповідь: = 20,47 є7'59,30 Ом; АС = 1,46 Нп; Вс = 0,63 Рад.

Страницы:
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 


Похожие статьи

Ю О Коваль - Основи теорії кіл

Ю О Коваль - Основи теорії кіл сигналів та процесів в системах технічного захисту інформації