W10_Zastosowania_nieliniowe_WO_Komparatory.pdf

(1667 KB) Pobierz
Zastosowania nieliniowe
wzmacniaczy operacyjnych.
Komparatory.
Wrocław 2009
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy logarytmujące
Układ logarytmujący powinien dawać
u
wy
proporcjonalne do logarytmu
u
we
.
u
wy
= −
k
D
log
u
we
u
= −
k
E
ln
we
U
R
U
R
k
D
=
k
E
ln 10
gdzie:
k
D
,
k
E
– stałe skalowania,
U
R
– napięcie normujące, dodatnie dla
u
we
>0, ujemne dla
u
we
<0.
Najprostsza realizacja – wykorzystanie ch-yki diody półprzewodnikowej
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy logarytmujące
 
u
I
D
=
I
S
exp
AK
 
m
ϕ
T
gdzie:
I
S
- prąd wsteczny,
 
−
1
 
ϕ
T
=
kT/q
- potencjał elektrokinetyczny złącza,
m
– współczynnik korekcyjny
m
= (1
÷
2).
W obszarze przewodzenia równanie można uprościć:
u
I
D
=
I
S
exp
AK
m
ϕ
T
Po przekształceniach otrzymujemy:
u
AK
=
m
ϕ
T
ln
I
D
I
S
1
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy logarytmujące
u
wy
= −
m
ϕ
T
ln 10 log
u
we
I
S
R
1
W temp. pokojowej:
u
wy
= −
(
1...2
)
⋅
60
mV
⋅
log
Wykorzystany zakres logarytmowania (do ok. 2 dekad) ograniczają :
u
we
I
S
R
1
- pasożytnicza rezystancja szeregowa diody (przy większych
I
wzrasta spadek
nap. na niej i wprowadza błąd log)
- współ. korekcyjny
m
zależy od prądu).
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy logarytmujące
u
wy
= −
u
be
= −
ϕ
T
ln
u
we
I
CS
R
1
u
I
C
=
I
CS
exp
BE
ϕ
T
Zaleta – wyeliminowanie wpływu współczynnika
m
na napięcie wyjściowe.
Zakres pracy – dziewięć dekad przy zastosowaniu WO o małych prądach
wejściowych.
Wada – silna zależność
u
wy
od temperatury; tranzystora T zwiększa wzmocnienie
układu co może powodować wzbudzanie się układu.
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy logarytmujące
u
wy
= −
u
be
= −
ϕ
T
ln
u
we
I
CS
R
1
Rezystor
R
E
ogranicza wzmocnienie. Kondensator
C
ogranicza pasmo
wzmacniacza – kompensacja biegunem dominującym.
Dioda D zapobiega przesterowaniu wzmacniacza przy ujemnych napięciach
wejściowych co uniemożliwia uszkodzenie tranzystora zbyt dużym napięciem
wstecznym.
2
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy logarytmujące
W układzie ograniczony jest wpływ
I
CS
poprzez stosowania wzm.różn.
(wzmacniana różnica logarytmów)
R
 
R u
u
wy
= −
ϕ
T
1
+
3
ln
5
we
R
 
R U
1
REF
2
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy logarytmujące
R
 
R u
u
wy
= −
ϕ
T
1
+
3
ln
5
we
R
 
R U
2
1
REF
gdy:
ϕ
T
= 26mV,
R
3
/R
4
= 15.7,
R
5
/(U
REF
R
1
)=1V to:
u
wy
= −
log
(
u
we
)
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy wykładnicze
Gdy
u
we
< 0 to:
u
u
wy
=
i
C
R
1
=
I
CS
R
1
exp
−
we
ϕ
T
Parametry układu silnie zależne od temp.
3
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Układy wykładnicze
u
wy
=
U
REF
u
R
2
R
4
exp
we
ϕ
R
+
R
R
1
4
T
3
gdy:
ϕ
T
= 26mV,
U
R
R
2
/R
1
= 1V,
R
3
/R
4
= 15.7 to:
u
wy
=
10
u
we
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Ograniczniki napięcia
Ograniczniki amplitudy napięcia spełniają zależność:
u
wy
=
f
(
u
we
)
gdzie:
u
wy
U
wy
min
;
=
mu
we
;
U
wy
max
;
dla
dla
dla
u
we
<
U
we
min
U
we
min
≤
u
we
≤
U
we
max
u
we
>
U
we
max
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Ograniczniki napięcia
Charakterystyki przejściowe ograniczników napięcia: a) niesymetrycznego,
b) symetrycznego
4
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Ograniczniki napięcia
Ograniczenie
u
wy
do wartości
U
Z
+U
D
(U
D
- napięcie progowe diody w kierunku
przewodzenia)
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Precyzyjny prostownik dwupołówkowy
Precyzyjne prostowniki dwupołówkowe są układami realizującymi wartość
bezwzględną (moduł) funkcji wejściowej:
u
wy
=
a u
we
a = 1,
a = -1
Politechnika Wrocławska
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Precyzyjny prostownik dwupołówkowy
u
WY
=
R
L
u
WE
R
Wyeliminowany wpływ spadku napięcia na diodach na wartość napięcia
wyjściowego – diody wpięte w pętlę sprzężenia zwrotnego wzmacniacza.
Wada –
u
wy
nie ma pkt wspólnego z masą układu
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin