Главная Промышленная автоматика.

комбинаций знаков на входе. Поэтому схема называется «четы-рехквадрантным» перемножителем.

При подаче на перемножитель двух синусоидальных входных сигналов дифференциальный ток на выходе равен

ia (О == -4- ImxVx sin (а),0 V2 sin (соаО,

iR (О = (~8~ j MxViV-. [cos (coi - сйг) i - cos (со, + сог)

Выражение (3.79) указывает на известное явление гетеродини-рования.

Если два входных сигнала имеют одинаковую частоту и между ними существует разность фаз ф, то схема смесителя функционирует как фазовый детектор. В этом случае имеем

«д (О = -4- ImxVi sin {(at) V2 sin (со/ -f ф),

ijx(О = -g- iMxViV2 [cos Ф - cos (2a)/ + ф)].

Частотно-зависимый член можно убрать с помощью фильтра нижних частот, а оставшийся постоянный член cos ф служит мерой фазового сдвига между двумя входными сигналами.

Рассмотрим теперь особый случай, когда два входных сигнала сдвинуты относительно друг друга на 90° и

Ф = Фo-fДф. (3.81)

Здесь фо представляет внутренний сдвиг по фазе на 90°, преднамеренно введенный между двумя входами, а Аф представляет любое отклонение фазы от этого опорного значения 90°. Постоянную составляющую в выражении (3.80) теперь можно записать в виде

p==/Ccos(фo-f Аф) = -/С81пДф, (3.82)

где К - масштабная постоянная. Так как функция синуса нечетная, изменения Аф имеют знак, показывающий направление девиации фазы относительно опорной фазы 90°. Если Аф ограничена небольшими значениями, лежащими между -л/б Аф 3t/6, то с точностью до 5%

Ipfv- Дф. (3.83)

Таким образом, аналоговый перемножитель служит также фазовым детектором в том случае, когда между двумя входными сигналами имеется внутренний сдвиг по фазе 90°.



3.14. УПРАВЛЯЕМЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Функцией управляемого генератора (УГ) является получение на выходе сигнала, частоту которого можно. модулировать подачей на вход сигнала в виде напряжения или тока. Амплитуда и форма сигнала на выходе управляемого генератора обычно второстепенны по сравнению с частотными характеристиками выходного сигнала. В большинстве аналоговых инте-


Фиг. 3.35. Автоколебательный мультивибратор с эмиттерной связью.

гральных схем, однако, выходной сигнал управляемого генератор, имеет прямоугольную форму с амплитудой, подходящей для непосредственной связи с цифровыми логическими схемами. Кроме того, в аналоговых интегральных схемах чаще используют управляемые током генераторы (ГУТ), а не генераторы, управляемые напряжением (ГУН), по причинам, которые станут ясны из последующего обсуждения.

Одним из распространенных типов управляемых током генераторов в аналоговых схемах является автоколебательный мультивибратор с эмиттерной связью, изображенный на фиг. 3.35. Эта схема представляет собой по существу пару широкополосных усилителей, соединенных по переменному току В конфигурацию С положительной обратной связью. Отдельные



124 ГЛАВА 3

усилители состоят: первый - из Ri и q2, второй - из /?2 и q3. Входной базовый вывод каждого усилителя связан с выходом другого (коллекторы транзисторов q2 и Qs) через эмиттерные повторители, которые обеспечивают смещение по постоянному току и необходимое усиление мощности. Петля положительной обратной связи замыкается через конденсатор С, что приводит схему к генерации, если петлевое усиление превышает единицу. Частота колебаний обратно пропорциональна величине время-задающего конденсатора С и уровням токов источников /1 и /2. Величина используемого в схеме конденсатора задает собственную частоту /г в соответствии с выражением

/г = /С,(Ц)/с, (3.84)

где Ki - масштабная постоянная. Обычно устанавливают /1 = = /2 так, чтобы

/г = /С,-. (3.85)

Постоянная в этом выражении содержит члены, которые выражают зависимость частоты от параметров приборов и от величины резисторов. Вообще говоря, этот член зависит от температуры, но обычно результирующую потенциальную зависимость частоты от температуры нейтрализуют, изменяя ток /1 в обратном направлении так, чтобы произведение Ki на li не изменялось при изменении температуры. В этом случае использованием высококачественного конденсатора добиваются независимости частоты от температуры.

Выражение (3.85) указывает также на линейную зависимость частоты от h, откуда следует, что fr легко можно модулировать с помощью управляющего тока.

Выходная частота модулируется подачей на вход сигнала, изменяющего величины /1 и I2. Для схемы, показанной на фиг. 3.35, частота на выходе относится к токовому сигналу на входе как

/вых =/г +/Со/(О, (3.86)

где fr - собственная частота колебаний. Ко - константа пропорциональности, а i(t)-входной токовый сигнал, который модулирует токи /i и /2 отдельных усилителей в автоколебательной схеме. Поскольку частоту автоколебаний задают токи /1 и /2, для управления частотой на вход целесообразнее подавать токовый сигнал, а не сигнал в виде напряжения. Прежде чем использовать входное управляющее напряжение для модуля-• дии/ь. оно .должно быть преобразовано в токовый сигнал.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [39] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0035