Схемы без разделительных конденсаторов с гальванической

(непосредственной) связью.

 

 

U_БЭVT2 = U_КЭVT1 + U_Rэ1 – U_Rэ2

 

R_Б1, R_Б2 соответствует R_К1, КЭ_VT1, R_Э

 

U_БЭ0 для любого каскада это необходимое напряжение (0,7 – 1 В). Поэтому при большом числе каскадов трудно это сделать (создать небольшое напряжение) в последних каскадах, поэтому перед ними ставятся схемы сдвига уровня. Поэтому используют схему на VT3, так как на R_Э3 можно создать маленькое падение напряжения, а следовательно легко получить маленькое U_БЭ0 на VT4. Так как R_Б1 = R_К + КЭ_VT2 и R_Б2 ≡ R_Э.

 

8.4. УПТ (усилители постоянного тока 20 Гц – 20 КГц).

В них используется вышерассмотренная схема без конденсаторов.

КU

Их особенности: они могут усиливать сигналы постоянного тока (медленно меняющиеся).

 

Схема УПТ.

 

 

φ₁ – φ₂ = 0

 

Особенность:

Если U_ВХ = 0, то на выходе U_ВЫХ = U_К =например≈ 5 В. Чтобы получить U_ВЫХ = 0 на выходе включается делитель R¹_д.вых и R¹¹_д.вых с выходным напряжением равным U_К, тогда

φ1 – φ2 = 0, на выходе 0. Аналогично делается и на входе. Чтобы источник сигнала Е_С подключался к нулевому потенциалу («входу»). φ1¹ – φ2¹ = 0

Недостаток:  

Дрейф нуля.

 

Быстрые изменения обусловлены, например, случайными изменениями напряжения источника питания, из-за чего изменяются режимы работы транзисторов в схеме, и на выходе сигнал становится не равным нулю.

Медленные изменения обусловлены старением элементов.

 

 

8.5. Дифференциальный усилитель.

В нем устранены вышеуказанные недостатки.

 

 

ЕП/2

VT1

VT2

                                                                                                     +

					Выход
	Вход 1

 

 

                                                                                                     +

					ЕП/2

 

Это усилитель постоянного тока, но у него нет дрейфа нуля.

Схема состоит из двух симметричных плеч VT1 и VT2 Благодаря им устраняется дрейф нуля:

 

a) быстрые изменения (например: за счет изменения источника питания) устраняются за счет того, что токи одинаково меняются в обоих плечах, поэтому нулевая разность потенциалов на выходе сохраняется;

 

b) медленные дрейфы нуля: за счет старения элементов.

 

За счет того, что все элементы расположены на близком расстоянии (микроны) друг от друга, старение идет одинаково и поэтому нулевая разность потенциалов сохраняется.

Для стабильного поддержания тока используется R_Э, как генератор тока.

Особенности схемы: не усиливает синфазные сигналы на обоих входах, т. к. оба транзистора будут открываться одинаково (усиливать на одинаковую величину) и нулевая разность сохраняется. Для разнофазных сигналов один транзистор будет открываться, а другой будет подзакрываться и выходное напряжение будет удвоенно усиливаться (каскадом на VT1 и VT2). Поэтому схему называют дифференциальной. Она разделяет синфазные сигналы (не усиливает) и усиливает разнофазные.

 

 

8.6. Усилители на полевых транзисторах.

Во многом аналогичны с усилителями на биполярных транзисторах.

 

где         следовательно

отсюда следует, что

Удобнее использовать транзисторы со встроенным каналом.

 

 

Удобнее вместо сопротивления использовать транзистор (проще создавать ИМС с однотипными элементами).

 

RС

VT2

VT1

                                                                          =

 

 

 

8.7. Операционный усилитель.

Он предназначен для выполнения операций над электрическими сигналами (сложение, вычитание, умножение, деление, усиление). Как правило, эта полупроводниковая микросхема имеет два входа. Один прямой, другой инверсный. Следовательно, на входе у него стоит дифференциальный усилитель.

 

 

 

Сигнал поданный на инверсный вход, усиливаясь на выходе, будет в противофазе.

 

В идеальном ОУ – вводится обозначение ∞, так кат считается, что

коэффициент усиления = ∞ и составляет десятки тысяч раз. Входное сопротивление должно быть очень большим, что бы не шунтировать входной сигнал. R_ВХ = ∞ (сотни кОм), R_ВЫХ = 0 (единицы Ом). Операционный усилитель может быть построен не только на биполярных транзисторах, но и на полевых.

 

Требуемое усиление достигается за счет отрицательно обратной связи.

 

 

Логические схемы.

9.1. Основные понятия.

Логические схемы работают с двоичными сигналами 1 и 0 , т.е.: есть сигнал – 1, нет сигнала – 0. Поэтому формирование двоичных сигналов основано на ключевых схемах

 

 

При разомкнутом ключе ток протекает в Rн создается падение напряжения U_Rн, то есть логическая “1”. При замкнутом ключе он шунтирует выход (Rн), тока через Rн нет, U_вых = 0, на выходе – логический “0”.

Такие схемы и сигналы называются логическими и представляются логическими функциями (булевыми).

 

9.2. Диодные ключи.

					5
					0,7

 

Если на входе логический 0 (вход соединен с корпусом), диод оказывается под прямым напряжением, он открыт и закорачивает выход. На выходе логический 0.

 

Если на входе логическая 1 (+) (практически + Е_П), то диод заперт, он не шунтирует выход и на выходе логическая 1.

	Х = Y

Х	Y   Х   Y
0	0
1	1

 

 

9.3. Схема «2И» диодных ключей (конъюнктор).

					Х1
										t
					Х2
										t
					Y
									t

 

 

Если хотя бы на одном из входов есть логический 0, то диод этого входа открыт и закорачивает выход, на выходе – логический 0. Если на всех входах логическая единица, то диоды не шунтируют выход и на выходе будет логическая 1.

Х1	Х 2	Х1 Y
0	0	Y & 0
0	1	0
1	0	Х2 0
1	1	1

 

9.4. Схема «НЕ».

Электронный ключ - это транзистор, работающий в ключевом режиме.

 

				Х
			Y
								t

 

 

, где β = 10 ÷ 1000 раз

Если на входе U_ВХ = 0, то I_Б =0 следовательно I_K = 0, то есть транзистор закрыт, он не шунтирует выход, поэтому на выходе логическая 1. Если на входе логическая 1, то I_Б – большой, соответственно I_к – большой, т.е. транзистор открыт, он шунтирует выход и на выходе логический 0 (на самом деле U_ВЫХ = U_{КЭ ЗАКР} = 0,1 В.).

 - инверсия                                                    Инвертор: (инверсия по выходу)

Х	1 Y
0	Y Х   1
1	0

9.5. Схема «2И – НЕ» на ДТЛ (диодно-транзисторная логика).

 

 

 

 

Х1	Х2
0	0	0	1
0	1	0	1
1	0	0	1
1	1	1	0

Х1

 

 

VD3 и VD4 - это диоды для улучшения помехоустойчивости, чтобы повысить требования к выходу схемы «И» (т.А). Например: при открытом одном из входных диодов с напряжением U_А = 0,7 В не срабатывает ЭП VT1, с VD3 и VD4 требуемое напряжение составит

U_А = U_VD3 + U_VD4 + U_ЭПVT = 0,7*3 = 2,1 В.

U_А = 2,1В>U_ЭП=0,7В

9.6. Схема «2И-НЕ» на ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика).

 

 

VT1 – многоэмиттерный транзистор (МЭТ). Функции VD1 и VD2 выполняют два эмиттерных перехода. Функции VD3 и VD4 выполняет коллекторный переход многоэмиттерного транзистора.

 

9.7. Схема «НЕ» на ТТЛ.

 

VT1 – включен для развязки входа и выхода, чтобы входные сигналы не влияли на работу выходной части схемы (ключа). Х = 0 (на входе) эмиттерный переход VT1 открыт(выход VT1 зашунтирован), поэтому ток через его коллекторный переход на вход VT2 не идет. Если Х = 1 эмитерный переход VT1 закрыт и ток течет через коллекторный переход VT1 на вход VT2 (переход база – эмиттер) и он открывается, шунтирует выход, соответственно на выходе логический 0.

 

+ ЕП −

9.8. Схема «2ИЛИ – НЕ» на ТТЛ.

 

Если хотя бы на одном из входов есть логическая 1, то эмитерный переход транзистора этого входа запирается, открывается его коллекторный переход и ток протекает в базу выходного транзистора (VT3 или VT4), транзистор открывается и шунтирует выход, следовательно, на выходе логический 0.

Только тогда, когда на всех входах логический 0, на выходе будет логическая 1.

Х1	Х2
0	0	0	1
0	1	1	0
1	0	1	0
1	1	1	0

 

			Y

 

9.9. Схема «2ИЛИ – НЕ» на ТЛНС (транзисторная логика с непосредственными связями).

Эти схемы стараются сделать так, что бы при работе они не попадали в режим насыщения, так как требуется дополнительное время для вывода транзистора из этого режима. Это время уменьшает быстродействие транзистора (время переключения).

 

 

Здесь входные сигналы непосредственно управляют выходом (транзистора). Возможно изменение выходного уровня, например: 0, в зависимости от того открыт один или оба транзистора.

---

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!