при одинаковом токе). Следовательно, при полной симметрии плеч усилителя А1 {VT1, VT3, VT7 идентичны транзисторам VT2, VT4, VT8 соответственно) ошибка выборки b=l/Kui [88].

Время нарастания определяется скоростью заряда током h паразитных конденсаторов Сп, действующих в узлах А, Б, В. При

Рис. 5.12. Упрощенная структура устройства выборки - хранения с управлением по цепи питания входного усилителя

выполненном условии минимальности времени установления (fs ~2fr) время выборки

1-3 = (А Ub + U 5~U) CjI, + {2/nf,) In (1/аб), (5.3)

где {7л = /1/?+2фт; а=[/в/[/л. Поскольку при низкоомном сопротивлении источника сигнала Lbx коэффициент усиления Ки\~ /?вых,/2(7?+2фт ,), а /т = /1/*Сс/,= (1/2я/?вых1Сз)/Сш при /г/г/З, получим условие, необходимое для получения минимального -времени ty, выраженного через параметры элементом схемы:

/i/?.;>(/i/2n/,C,)-2rpr. (5.4)

Минимальная емкость конденсатора Сз отраничена полосой пропускания каскада А2. Из выражения (5.4) 1/(2яСз)(7? +

4-2фт 1). Следовательно, при заданном значении и большей емкости Сз требуется меньшее сопротивление /?+2фг 1 и, следовательно, достигается большая точность, если Ь=\Ки\ (icVi увеличивается при уменьшении R + 2(PtIIi) Подставляя (5.4) в выражение (5.3) и учитывая, что максимальное количество передаваемой на выход в режиме выборки информации о входном сигнале равно Q = log/(;7i = -log6, получаем выражение для пропускной способности УВХ с управлением по цепи питания

С, = -log б/{[(А г/в + [/э.б)/Л-б/?вых1/2] С + (2/л А) In (Л rj2U)}.

(5.5)

При допустимом сопротивлении нагрузки 7?н.д2 кОм, обычно требуемом в современных усилителях и УВХ, точность б<10~ в режиме хранения будет обеспечена, если выходное сопротивление А2 /?вых2СУ?н.дб = 2 Ом. Даже простейший повторитель на базе транзистора с общим эмиттером и глубокой ОС обеспечит это значение при сравнительно малых токе в выходной цепи (/в = = 1 мА) и коэффициенте усиления /Си2>10 (Яеых2~ /Киг)

Последнее позволяет использовать в А2 широкополосные усилители (1УС752, 1УС754) с истоковыми повторителями на входе, обеспечивающие /220 МГц.

Значение Ct, определяемое выражением (5.5) и рассчитанное при ;вь,х1 = 200 кОм, t/BAf/B-f Уэ.б=10 В, Сп=10 пФ, /, = 1 мА и /2= 20 МГц, достигает 50 Мбит/с. Следовательно, в УВХ с управлением по цепи питания достижима пропускная способность в 5- 7 раз выше, чем в УВХ с МДП-жлючами.

5.3. АМПЛИТУДНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Устройства, предназначенные для запоминания экстремальных значений входного сигнала, называются амплитудными детекторами. Как и УВХ, они работают в режимах выборки и хранения. Но в отличие от УВХ, режим работы амплитудного детектора определяется входным сигналом. При возрастании входного напряжения Uex оно отслеживается выходным напряжением. схемы, а при уменьшении Uex амплитудный детектор переходит в режим хранения и запоминает предыдущее максимальное значение входного напряжения. Это напряжение удерживается на выходе детектора в течение некоторого времени либо до появления большего сигнала на входе, либо по команде сброса к исходному состоянию.

В простейшем амплитудном детекторе положительных сигналов (рис. 5.13) при возрастании Uex диод VD1 смещается в прямом

вх

Сброс

2 ivaz ojiiMK

Рис. 5.13. Схема однокаскадиого амплитудного детектора

направлении и тем самым подключает Сз к выходу ОУ. При уменьшении Uex диод VD1 смещается в обратном направлении, отключая тем самым конденсатор Сз от выхода усилителя, и на Сз хранится ранее установившееся максимальное напряжение. Диод VD2 фиксирует выходное напряжение ОУ на уровне, равном

- [/д, что уменьшает время, необходимое для перехода от режима хранения к режиму выборки. Цепь Сброс разряжает конденсатор Сз до нуля перед новым циклом детектирования.

Для развязки Сз от нагрузки на выходе детектора включают повторитель в цепь общей ОС со входным ОУ, что уменьшает дополнительную погрешность детектирования, обусловленную напряжением смещения нуля, входными токами и конечным усилением А2 (рис. 5.14,а). Погрешность амплитудного детектора характеризуют изменением напряжения на запоминающем конденсаторе

Овых --

Рис. 5.14. Простейший (а) и улучшенный (б) двухкаскадные амплитудные детекторы

Сз в режиме хранения и ошибкой выборки. Напряжение на Сз изменяется в режиме хранения из-за протекания входных tokoib ОУ и токов утечки диодов, нолевого транзистора в цепи Сброс и самого запоминающего конденсатора. Токи утечки конденсатора минимальны при использовании тефлоновых и полистирольных конденсаторов. Для уменьшения влияния токов утечки диода VDI включают дополнительный диод VD3 и резистор R2 (рис. 5.14,6). В режиме хранения через R2 протекает только небольшой ток утечки диода VD1, благодаря этому напряжение на VD3 близко к нулю и практически отсутствует ток утечки через этот диод в конденсатор Сз. Для уменьшения тока утечки в конденсаторе Сз из цепи сброса в схему дополнительно включены транзистор VT2 и резистор R2. В режиме хранения через резистор R2 протекает только небольшой ток утечки транзистора VT] (меньше 10 нА) и напряжения на стоке и истоке VT2 почти равны [/вых. Поэтому ток утечки между истоком и стоком VT2 обусловлен только небольшим током утечки исток - затвор. Недостатком схемы является то, что удваивается сопротивление открытой цепи сброса. Это приводит к увеличению остаточного напряжения на Сз при включении цепи Сброс.

Уменьшение остаточного напряжения сброса. В режиме Сброс через замкнутый VT1 протекает большой ток (около 10 мА), разряжающий конденсатор Сз, что вызывает значительное падение напряжения на сопротивлении Го открытого полевого транзистора.