Б.И. Дубовик. Конспект лекций по электронике для студентов направления 550200 (Автоматизация и управ. Б.И. Дубовик. Конспект лекций по электронике для студентов напра. Конспект лекций для студентов направления 550200 (Автоматизация и управление) специальности
 Скачать 0.94 Mb.
|
Из рис. 4.2 следует, что выходные токи и их разности соответственно равны.I1 = xI0 , I2 = (1 - х)I0 , I1 - I2 = (2х-1)I0 Если х = КХ(2х-1), y = КУI0 то z = КZ(I1 - I2) = КZIZ z = (КZ/(КХКУ))*хy Основной недостаток первого метода заключается в том, что напряжения UХ и UУ должны быть положительными и не могут уменьшится до 0. Второй метод обеспечивает высокую точность, но не пригоден для применения на высоких частотах. Управляемые делители тока хорошо работают и на высоких частотах. Более того, их легко реализовывать на основе дифференциальных каскадов. Лекция № 27. Примеры применения аналоговых перемножителей для реализации различных схем. План лекции. 1. Делитель напряжения; 2. Схема извлечения квадратного корня; 3. Схема выделения модуля; 4. Схема фазового детектора. Наряду с интегральными ОУ интегральные аналоговые перемножители являются наиболее универсальными функциональными модулями и находят широкое применение в приборостроении, устройствах контроля и регулирования. Измерение скорости, ускорения, мощности и других параметров, регулирование характеристик преобразования и передаточных функций, решение нелинейных уравнений, генерирование напряжений специальной формы – вот некоторые примеры применения ИАП. На основе перемножителей просто строятся фазовые детекторы, амплитудные, частотные и фазовые модуляторы и демодуляторы, устройства регулирования коэффициента усиления, полосы пропускания и т.д. Делитель напряжений. Если перемножитель включить в цепь ОС инвертирующего ОУ, то получим устройство деления (рис. 4.3):  рис. 4.3.Схема аналогового делителя. Здесь подводимое к инвертирующему входу напряжение определяетсяU1 = - UХ/А При этом выходное напряжение ОУ можно записатьПри Выбирая R1 и R2 так, что R1/R2 = К, получаем UХ = - UZ/UУ UZ может быть любой полярности, а UУ – только положительной. Это объясняется тем, что при ООС становится положительной и выходное напряжение схемы деления становится равным напряжению насыщения ОУ.Схема извлечения квадратного корня. В случае соединения обоих входов перемножителей, как показано на рис. 4.4 UХ = UУ рис. 4.4. Схема возведения в квадрат. и следовательно, перемножитель реализует функцию возведения в квадрат .В случае включения устройства для возведения в квадрат в цепь ОС, инвертирующего усилителя получается устройство извлечения квадратного корня. Схема устройства показана на рис. 4.5. рис. 4.5. Схема извлечения квадратного корня. Напряжение, подводимое к инвертирующему входу, откуда В этом выражении UZ не может быть положительным. Если только UZ изменит полярность, устройство перейдет в режим самоподдерживающегося насыщения и может быть выведено из него путем разрыва цепи ОС. Именно поэтому последовательно с входом усилителя в схеме включен диод. Поскольку этот диод охвачен цепью ООС, погрешность, обусловленная падением напряжения на нем, пренебрежимо мала. Схема выделения модуля. Двухполупериодный выпрямитель на основе ОУ и перемножителя показан на рис. 4.6, а пояснение работы на рис. 4.7. рис. 4.6. Схема выделения модуля. рис. 4.7. Графики напряжений в различных точках схемы. Выходной сигнал по абсолютному значению равен входному сигналу. Эффект выпрямления достигается благодаря тому, что коэффициент передачи по каналу х изменяется в соответствии с полярностью напряжения UВХ. Полярность входного сигнала определяется при помощи компаратора (ОУ без ОС), который управляет коэффициентом передачи канала. Эту схему можно использовать когда необходимо выделить модуль сигнала. Фазовый детектор. Используя аналоговый перемножитель легко построить схему фазового детектора (рис. 4.8) рис. 4.8. Схема фазового детектора. Постоянная составляющая этого сигнала равна . Она пропорциональна разности фаз между опорным напряжением и входным сигналом U2соs(t + ). Для выведения постоянной составляющей используется ФНЧ [Н1(р)].Если входными сигналами перемножителя является сигнал несущей UНсоs(Нt) и модулирующий сигнал UМсоs(Мt), то выходной сигнал имеет форму: UВЫХ = КUНUМсоs(Нt)соs(Мt) = = 0.5КUНUМсоs(Н + М)t + соs(Н - М)t] (4.1) Теоретически выходной сигнал содержит только две боковых частоты, а составляющие несущей и модулирующей частот в нем отсутствуют. Другими словами, схема работает как балансовый модулятор. Если модулирующий сигнал имеет вид UМ[1 + mсоs(Мt)], то выходной сигнал представляется в виде суммы составляющих: UВЫХ = КUНUМ[соs(Нt) + 0.5mсоs(Н + М)t + 0.5mсоs(Н - М)t] (4.2) Другими словами, схема работает как линейный амплитудный модулятор. Для демодуляции сигналов (4.1) и (4.2) достаточно эти сигналы умножить на соs(Нt) и полученное произведение пропустить через ПФ (рис. 4.9). рис. 4.9. Схема модулятора. Схема электронной перестройки полосы фильтра. Перемножитель может использоваться для электронной перестройки активных RC-фильтров. Рассмотрим, например, следующую схему апериодического звена (рис. 4.10). рис. 4.10. Схема перестраиваемого фильтра. I1 = I2 + I3 I1 = UВХ/R1 , UВЫХ = - R2I2 , I2 = -UВЫХ/R2 UВЫХ = КU1UУ , U1 = UВЫХ/КUУ U1 = -I3/Ср I3 = UВХ/R1 + UВЫХ/R2 - СрU1 = UВХ/R1 + UВЫХ/R2 - UВХ/R1 = UВЫХ1/R2 + Ср/(КUУ)] Положение полюса можно регулировать путем изменения напряжения UУ. Лекция № 28. Основы алгебры-логики и выполнение логических операций. План лекции. 1. Логические функции; 2. Табличное и аналитическое представление функций; 3. Минимальный логический базис. Теоретической основой проектирования цифровых систем является алгебра-логики или булева алгебра, названная по имени её основоположника Д.Буля. В алгебре-логике различные логические выражения (высказывания) могут иметь только два значения – “истинно” или “ложно”. Для обозначения истинности или ложности высказывания пользуются символами 1 или 0. |