мальное входное напряжение и установить с помощью R3 на выходе /mai. Максимальная точность преобразования получается, если нестабильность не превышает 1%. Выводы питания необходимо шунтировать конденсаторами емкость 0,1 мкФ (рис. 1.49).

8.Z/c

бых - Схемы включения пре-

образователей напряжения в частоту типа 1108ПП1

При работе БИС 1108ПП1 в режиме преобразователя частота - напряжение напряженне на выводе 10 равно 2,5 В. На вход подаются ТТЛ-сигналы. Преобразователь срабатывает по срезу импульсов. При использовании входных сиг-налов другой амплитуды необходимо следить за тем, чтобы при передаче среза импульса напряжение на выводе 10 уменьшалось до -0,6 В.

Глава 2

УСТРОЙСТВА, ВЫПОЛНЯЮЩИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

Для решения ряда задач необходимо в современной микроэлектронной аппаратуре совместно использовать аналоговые и цифровые методы обработки сигналов. К таким задачам относятся математическое моделирование сложных динамических систем, обработка результатов экспериментов в реальном масштабе времени, обработка сигналов в замкнутой петле систем автомати-

ческого контроля и управления процессами, вывод данных из цифровой ЭВМ на графопостроители и т. д.

Такие математические операции, как усиление, логарифмирование, суммирование, вычитание, дифференцирование, интегрирование, умножение, деление выполняются устройствами, построенными на ОУ, перемножителях и таймерах. Достоинством аналоговых методов обработки сигналов на АИС является высокое быстродействие вычислений, осуществляемых в реальном масштабе времени. Приведенные ниже схемы демонстрируют выполнение наиболее распространенных математических операций над аналоговым входным сигналом; рассмотрены некоторые методы улучшения статических и динамических характеристик известных схем. Показано, что современная элементная база аналоговых и цифро-аналоговых ИС и БИС позволяет выполнять математические операции над аналоговыми сигналами с точностью до единиц милливольт за время, примерно равное единицам микросекунд.

2.1. РЕГУЛИРОВКА КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ В УСИЛИТЕЛЯХ НА ОУ

В различных вычислительных и измерительных устройствах, в системах связи и управления требуются усилительные схемы с регулируемым коэффициентом усиления. Интегральный ОУ является, по существу, идеальным элементом для реализации таких схем. Построенные на основе ОУ схемы отличаются простотой, гибкостью, стабильностью параметров, хорошей воспроизводимостью. Существует много способов регулировки коэффициента усиления: переменным резистором, аналоговым или цифровым управляющим сигналом и автоматически с помощью нелинейных элементов, стоящих в цепи ОС усилителя. Одно из основных требований, предъявляемых к схемам с регулируемым коэффициентом усиления, заключается в том, чтобы при всех изменениях коэффициента усиления остальные параметры схемы оставались постоянными.

Ниже рассмотрены основные варианты таких схем с регулируемым коэффициентом усиления от простейших усилителей с переменным резистором до сложных с автоматической регулировкой

Рис. 2.1. Схема включения нелинейного элемента в цепь ОС инвертирующего усилителя

Рис. 2.2. Схема включения нелинейного элемента в цепь ОС неинвертирующего усилителя

усиления (АРУ). Представлены практические рекомендации по улучшению некоторых характеристик этих усилителей.

Известны [26] четыре основных спосо-ба включения регулирующего элемента в цепь отрицательной ОС для управления коэффициентом усиления усилителей (рис. 2.1-2.3). В двух первых схемах элемент, регулирующий коэффициент усиления, соединен с выходом, в двух других - со входом усилителя. Коэффициенты усиления усилителей на рис. 2.1-2.3 могут быть представлены соответственно в следующем виде: Ku-=-Rp/R\; Ки= {Rp + R2)IR2; Ku=-R\IRp; Ku (R2+Rp)lRp- Эти выражения справедливы при условии, что сопротивление источника сигнала равно нулю, а коэффициент усиления ОУ при разомкнутой петле ОС и входное сопротивление стремятся к бесконечности.

-92 -

1/?2

JL ff>

ОЬЫХ

1. Ю

Рис. 2.3. Схемы включения нелинейного элемента на входах инвеотирующего (а) и неинвертирующего (б) усилителей

Коэффициентом усиления ОУ можно легко управлять, изменяя соотношение между сигналами, поступающими на входы усилителя (рис. 2.4) [27]. Сигналы одинаковой амплитуды подавляется как синфазная помеха, и выходное напряжение равно нулю. Когда сигнал на одном входе ОУ больше, чем на другом, происходит его усиление.

Рис. 2.4. Схема с нелинейной зависимостью коэффициента усиления от угла поворота движка потенциометра

Рис. 2.5. Усилитель с линейной регулировкой Ки (о) и зависимость Kv от угла поворота движка потенциометра (б)

В приведенной схеме сопротивления резисторов R1 и R2 выбираются исходя из заданного входного сопротивления (в данном случае равного R\j2) и максимального коэффициента усиления, определяемого как ku=-R2lR\- Изменяя сопротивление резистора Ос R2, можно добиться максимального ослабления входного сиг-