Главная Промышленная автоматика.

ВЫХ Транзисторах, описанные в разд. 3.15. Очевидно, что замыкая и размыкая различные ключи, мы можем получать выходной ток, который соответствует двоично-квантованному опорному напряжению Von-

Двоично-весовые цепи плохо подходят для исполнения в виде монолитных схем по нескольким причинам. Если в многозвенной цепи необходимо более четырех или пяти резисторов, то величина (физическая и электрическая) наибольшего резистора быстро становится нереализуемой, если только площадь чипа не уменьшается с помощью какого-либо специального метода (например, пинч-резисторы). Однако низкая точность пинч-ре-зисторов мешает их использованию в многозвенных цепях. Другой недостаток двоично-весовых цепей состоит в том, что все резисторы должны иметь малые допуски. Например, если в цепи используется п двоично-весовых резисторов, то допуск на резистор с наибольшим значением сопротивления не должен превышать 100%/2", а получить такой малый допуск в монолитных схемах для п 4 трудно.

Резисторные многозвенные цепи вида R - 2R

R - 2R-u.enb хорошо подходит для монолитных схем, поскольку эта конфигурация требует только двух различных величин резисторов (т. е. R и 2R). Кроме того, как мы покажем, выходное сопротивление этой многозвенной цепи постоянно независимо от числа используемых звеньев.

R - 2/?-многозвенная цепь показана на фиг. 3.40. В этой цепи используется вдвое больше компонентов по сравнению с двоично-весовой цепью. Однако, поскольку все резисторы имеют величину R или 2R, нет необходимости в использовании чрезмерно больших значений резисторов. Кроме того, точное согласование между резисторами, которое возможно в монолитных структурах, улучшает точность всей цепи.

Покажем теперь, что на выходе R - 2/?-цепи получается напряжение, которое находится в двоичном отношении с опорным напряжением Von- Для оценки работы схемы выразим напряжение на t-M узле Vi через напряжение на (t-1)- узле Vj-, и через состояние i-ro ключа. В нашем анализе предполагается, что цепь справа от t-ro узла разомкнута. Отметим, что выходное сопротивление слева от t-ro узла (на фиг. 3.40, а пунктирная линия) равно 2R независимо от положения ключей. Эту часть схемы мы можем поэтому моделировать так, как показано на фиг. 3.40, б, где напряжения Vii и сопротивление 2R - эквиваленты по Тевенину.

Теперь в зависимости от положения ключа Sj напишем два выражения для напряжения V. Если Si подключен к Von, то.



согласно фиг. 3.40, е,

Vi = Vi~ Ч- i(Von - V,-,) = I (Von + 1/,-,). (3.88)

С другой стороны, если ключ Si подключен к земле, то этому случаю соответствует фиг. 3.40, г, и

Поэтому можно сделать заключение, что

(3.89)

(3.90)

Si подключен к Vn, Si подключен к земле.

Если теперь мы будем двигаться к выходному узлу, где Vi - Vn - вых, то очевидно, что последний ключ S„+i ра-

T:t"T


Фиг. 3.40. Многозвенная R - 2/?-цепь.

о-схемная конфигурация; б -эквивалент по Тевенину для «-го узла; в-эквивалент по Тевенину при SI; г-эквивалент по Тевснииу при S•=0.



зомкнут, поскольку его просто нет. Следовательно, можем записать

FBb,. = l<- = (S,l/e„ + l/, ,). (3.91)

Но, так как мы можем определить из уравнения (3.90),

выразим КвыЕ в виде

вых = у(5,-1/оп)+т1.-г- (3-92)

Очевидно, что мы получаем двоичную последовательность, в которой наличие каждого члена определяется положением ключа Sj. Выходное напряжение поэтому равно

вых = КспХ;Дт- • (3-93)

3.17 выводы . .

Конфигурации аналоговых схем, представленные и рассмотренные в данной главе, хорошо подходят для монолитных интегральных схем. В первых восьми разделах были показаны основные схемные структуры, которые стали для разработчиков унифицированными узлами. В частности, были описаны дифференциальные усилители, схемы неизменного тока, цепи смещения, эмиттерные повторители и каскады основного усиления.

Несколько улучшить характеристики можно путем модификаций 0С1ЮВНЫХ схем. В результате этих модификаций получают специализированные схемы, которые были описаны в остальных разделах главы. В этих схемах применялись методы уменьшения полной проводимости; кроме того, рассматривались схемы с использованием полевых транзисторов, схемы аналогового смешения, управляемые генераторы, аналоговые ключи и резисторные цепи. При изучении работы устройств в конкретных применениях в последующих главах мы будем часто ссылаться на эти основные и специализированные схемные структуры.

Л И ТЕР.I ТУРА

1. Ahmed Н., Spreadbury Р. J., Electronics for Engineers, An Itroduction, Cambridge University Press, London, 1973.

2. Angelo E. J., Jr., Electronics: BJTs, FETs and Microcircuits, McGraw-Hill, New York, 1969.

3 Belove C. Schalter H., Schilling D. L., Digital and Analog Systems, Circuits and Devices: An Introduction, McGraw-Hill, New York, 1973.

4. Chirlian P. M., Integrated and Active Network Analysis and Synthesis. Prentice-llall, Englewood Cliffs. N. J.. 1967.





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

0.0036