Специализированные

Наименование

Структура

Опврацн?

Суммирующий

снр-С

Неиннертирую-щий

Днффереьчш-альныЙ

Малош>м)1щий

rC=J-rf

увеличивается). Включение конденсатора Сое изменяет передаточную кя< рактеристику в направлении, указанном на рис. 3 7 стрелкой Если (о,

действие конечной полосы пропускания ОУ можно ие учитывать и тогда

fBbix== -feoc С,/р (i +pCi /?,) (1 +рСос Roc)-

Выполняя равенство R]Cj = Rijcijc переходную характеристику можно записать подобно выражению (3,2) с заменой на Ri-i yRocoo

Как видно из табд. 3.3, видоизменив цепь ОС дифференциатора, можно существенно расширить его функциональные возможности [10, 111.

3,4. Логарифмические усилители (ЛУ)

Логарифмирование входного сигнала получается благодаря нелинейности /7-п-перехода, включенного в цепь ОС ОУ (табл. 3.4), В идеальном случае для всех трех структур справедливо следующее соотношение 112];

выж = £о log /гДаг Ео log {UjRhrl

Таблица 33 дифференциаторы

примечание

Рабочая частота U < ш-

/?з Riln Рабочие частоты

(см. рис. 3.7}

Дополнительная погрешность из-за конечной величины Кос i- Гбл. i.2j;

где Еа = (\п 10) фт- 2,3фг ((pT = kT/q~ температурный потенциал);, Ut - тепловой ток р-п-перехода. В табл. 3.4 а - коэффициент передачи эмиттериого тока; р -- коэффициент передачи базового тока.

Рнс. 3.8. Передаточные характеристики основных структур (табл -3 4) логарифмических уси-ли гелей

[ц почти в iO раз меньше, чем в с.чеме рис. 3 6; 0<w<i,/?iC

В-первых двух структурах коллекторное и базовое напряжения транзисторов приблизительно равны, близки к нулю и почти постоянны в процессе логарифмирования. Однако первая не может работать с разнополярными сигналами, поскольку база транзистора заземлена, а точность логарифмирования второй существенно зависит от . Поскольку уменьшается при малых токах (10~ А), диапазон логариф.мирования входных токов у второй структуры меньше, чем у первой, почти иа 3 декады (рис. 3 8).

Если нeoбxoдию минимальное шунтирующее действие цепи ОС на выходной каскад ОУ, целесообразно npHAiCHHTb третью структуру (табл. 3,4). Однако при использовании резисторной цепи смещения коллектора транзистора, дополнительным источником ошибки логарифмирования может стать изменение коллекторно-базового напряжения.

3,4.1, Статические ошибки логарифмирования

Ошибки ЛУ обусловлены только неидеалъностью ОУ и р-п-ис-рехода [13-17].

Ошибки, вызванные р-й-переходом, В прецизионных ЛУ применяется первая структура в табл. 3.4 с наибольшим диапазоном

Таблица 3.4

Основные методы включения р-п-перехода в логарифмическом усилителе

Структура

Выходное напряжение

Ток в цепн ОС

Диапазон рабсчвх токов

log a

lj. = ai exp

<io-sa

(9 декад)

- log a

т = 1к1 X exp - 1

10-9 A</r< < 10-3 A (7 декад)

tBtjso log --k r

-loga(I + l/p)

IO- A</r< <I0-3A

(6 декад)

рабочих токов, точное выражение (пока без учета ОУ) выходного напряжения которой записывается в следующем виде:

tBH. = t;,6 = £o log

log а

где l/i-t = idVQldVQ) 1/3000 - коэффициент, учитывающий действие изменения коллекторного напряжения на величину Vq\ гд - сопротивление области базы транзистора**.

Действием изменения напряжения 1/ 5 можно пренебречь, так как (/8 иб и тогда при больших (> 10 А) и малых (< 10~ Л) уровнях входного тока диапазон логарифмирования ограничен соответственно действием напряжения /цГ и величиной теплового тока IkT (рис. 3.8).

Ошибку, обусловленную сопротивлением Гд, можно уменьшить, включив в цепь ОС делитель (рис. 3.9, а). Сопротивление R2 выбирается небольшим, чтобы его нагружающее действие было незначительно. С учетом сказанного выше

log а

Ri + Rs

*)При токе i сопротивление rg лежит в диапазоне 0,25-10 Ом в зависимости от типа транзистора Обычно транзисторы с малым сопротивлением Гб имеют большой гепловой гок