5 Таблица 2.4

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СХЕМЫ ДИФФЕРЕНЦИАТОРОВ

Структура

Выполняемая операция

Примечание

Суммирующий

Неинвертирующий

R2 \

Рабочая частота 0<u)<l/(i?2C)

ивых

С/вых=( +1) 2С-

R3<i:R2/n.

Рабочие частоты aOi/RsC; №2 = n/{RsC)<a3

Окончание табл. 2.4

Структура

Выполняемая операции

Примечание

Дифференциальный

Ri С

Ri С

-rzj-[

Дополнительная погрешность из-за конечного значения Ко.с 0<й)< <1/№С)

Малошумящий

yRZ

U-вых - RiC

бвых.ш(р) =6ш 1+7---

6вых.ш почти В 10 раз меньше, чем в простейшем дифференциаторе

выше дифференциаторов, даже если в последних применены прецизионные ОУ и конденсаторы с малыми токами утечки и дрейфами.

Устройство состоит из двух усилителей выборки - хранения (УВХ) и одного ОУ. Как показано в гл. 5, УВХ обеспечивают выборку входного сигнала за короткий промежуток времени, а затем длительное время удерживают на выходе выбранное напряжение.

Упр.1

7л-

ипр.г

0,01 мк

Рис. 2.35. Дифференциатор сигналов низкой частоты

В результате этого выходное напряжение УВХ1 представляет собой ступенчатую аппроксимацию линейно изменяющегося входного сигнала [/вх- Чем выше частота выборок входного сигнала, тем точнее аппроксимация [/вх на выходе УВХ1. Дифференциальный усилитель Л/ усиливает разность вх-С/вых ь За время выборки эта разность равна нулю и, следовательно, равны нулю выходное напряжение Л/ и входное напряжение УВХ2. Однако в течение каждого периода хранения УВХ1 дифференциальный входной сигнал Л/ не равен нулю, поскольку входной сигнал дифференциатора продолжает изменяться, а выходной сигнал УВХ1 сохраняется постоянным. Таким образом, в режиме хранения УВХ1 напряжение на выходе Л/ увеличивается пропорционально изменению входного напряжения во времени. Если изменение вх относительно [/вых 1 сравнительно мало в течение времени хранения УВХ1, то эта пропорциональность является линейной.

Как на входе дифференциального усилителя, так и на выходе Л/ изменение напряжения имеет пилообразную форму. Вершины пилообразных сигналов образуют огибающую, которая представляет собой производную по времени от входного сигнала. Чтобы выделить эту огибающую, применяется УВХ2, которое в режиме выборки повторяет входной пилообразный сигнал и переходит к хранению в момент, когда достигается напряжение, соответствующее вершине сигнала. Таким образом, на выходе УВХ2 появляется ступенчато аппроксимированный сигнал.

В рассматриваемом дифференциаторе высокочастотная составляющая шума не оказывает на его работу столь существенного влияния, как в обычной схеме на ОУ. Преимуществом рассмотренной схемы является и то, что рабочая частота здесь устанавливается простым изменением частот выборок УВХ. Благодаря этому дифференциатор может работать в широком диапазоне частот