Фазочувствительные выпрямители с параллельно-последовательными ключами: принцип работы, коэффициент передачи при разных положениях ключей. Достоинства, недостатки.

ФЧВ с последовательно-параллельным ключом наиболее предпочтителен с точки зрения точности.

Рис.1. Схема ФЧВ с последовательно-параллельным ключом

В данной схеме используется комбинация из двух ключей , , состояния которых противоположны, то есть при заданном управляющем напряжении один из них замкнут, а другой разомкнут. Понятно, что в данном случае схема имеет коэффициент усиления, равный либо единице ( – замкнут, – разомкнут), либо минус единице ( – разомкнут, – замкнут).

Оценим погрешность от несовершенства ключей. Будем считать для простоты, что сопротивления ключей в разомкнутом состоянии , а в замкнутом – . С учетом этого, эквивалентные схемы для различного состояния ключей выглядят так, как показано на рис.2.

Рис.2. Эквивалентные схемы ФЧВ с последовательно-параллельным ключом

Для схемы, представленной на рис.2а, погрешность от несовершенства ключей можно записать следующим образом:

Аналогичная погрешность получается и для противоположного состояния ключа – рис. 2б:

Можно сказать, что в данной схеме несовершенство ключей практически не оказывает влияние на точностные характеристики.

На рис.3 представлена схема ФЧВ с последовательно-параллельным ключом и с коэффициентом усиления большим, чем единица. В исходном состоянии ключей коэффициент усиления схемы равен:

В противоположном состоянии ключей коэффициент усиления схемы равен:

Рис.3. ФЧВ с коэффициентом усиления большим, чем единица

Схема выполняет свою функцию ФЧВ только в том случае, если , то есть при выполнении равенства:

Значение резистора находится из следующего соотношения:

Пусть, например, необходим коэффициент усиления, равный 10, тогда . Подставляя заданное значение в выражение для , получаем:

. , , .

Логарифмические и антилогарифмические усилители, их применение при реализации нелинейных математических операций.

Операция логарифмирования облегчает выполнение операций умножения, деления, возведения в степень и извлечения корня. Для осуществления операции умножения крайне важно взять логарифмы сомножителей, сложить их, взять антилогарифм суммы и получить результат. Логарифмические усилители (ЛУ) формируют выходной сигнал, значение которого пропорционально логарифму входного напряжения по отношению к некоторой задаваемой величине опорного напряжения.

Для построения ЛУ необходимо схемотехнически реализовать усилитель с изменяющимся коэффициентом усиления – приращение усиления в нем должно быть обратно пропорционально приращению величины входного напряжения.

Идеальный ЛУ должен обладать бесконечно большим коэффициентом усиления для сигналов с малым уровнем и малым усилением сигналов большого уровня. Это приводит к тому, что тепловые шумы ЛУ даже очень малого уровня будут значительно усилены, из-за чего в области малых сигналов реальная характеристика будет отличаться от идеальной.

Для выполнения операции, обратной к операции логарифмирования, требуется устройство, называемое антилогарифмический усилитель. Таким образом, операция антилогарифмирования связана с использованием экспоненциальной функции. Поскольку экспоненциальными характеристиками обладают диоды и транзисторы, именно они применяются в качестве базовых элементов в антилогарифмических схемах.

Операционные усилители (ОУ) выполняют математические операции при использовании цепей обратной связи. Построение нелинейных схем в цепях ОС основано на использовании нелинейности ВАХ диодов, кремниевых опорных стабилитронов и транзисторов. Такая нелинейность ВАХ позволяет создать такие схемы, как: логарифмические усилители, антилогарифмические усилители, умножители и делители аналоговых сигналов.

Схема простейшего логарифмического усилителя изображена на рис. 1.

Рис.1. Логарифмический усилитель

Для реализации экспоненциальной зависимости между выходным и входным напряжениями достаточно поменять местами полупроводниковый прибор и резистор.

Рис. 2 – Антилогарифмический усилитель с диодом

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 Следующая ⇒