|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы в работах [4. 5]. В результате преобразования получаем Fi = 2Fyarth(/(F ££). (2,16) Таким образом, общая передаточная функция имеет вид Уву, = 2УхУуКь1(.1ееЯхЯу) (2-17) С помощью такого исходного аналогового функционального узла можно реализовать все стандартные аналоговые функции, а именно умножение, деление, возведение в квадрат и извлечение квадратного корня. В то время как функции умножения и возведения в квадрат реализуются на этой схеме непосредственно (функция возведения в квадрат получается при соединении между собой входов X яУ), реализация функций деления и извлечения квадратного корня требует некоторого разъяснения. 2.16. Деление На рис. 2.4, а представлена структурная схема реализации функции деления. Перемножитель здесь включен в цепь обратной   Рис. 2.4. Выполнение функций делешя {а) и извлечения квадратного корня (б). связи операционного усилителя (ОУ). Сжато функционирование этой схемы можно описать следующим образом. На вход X перемножителя подается делитель, а делимое поступает на один из суммирующих входов ОУ; на другой вход заводится сигнал с выхода перемножителя. При функционировании с замкнутой петлей обратной связи на выходе ОУ существует некоторое напряжение, а именно такое, что выходное напряжение перемножителя Vz = -Vn- Ho поскольку напряжение Vz должно быть равно VxVy/\0, выходное напряжение операционного усилителя тогда составит оых === - mjV, - lOVr,/Vo. (2.18) Важно отметить, что в таком включении знак знаменателя дроби должен быть отрицательным или полярность обратной связи будет менять его и переводить схему в ключевой режим с фиксацией состояния. Этот ключевой режим является общим для всех схем деления и не оказывает существенного вреда. 2.1 в. Схема извлечения квадратного корня Приведенная на рис. 2.4, б схема извлечения квадратного корня характеризуется тем, что перемножитель, включенный в цепь обратной связи, работает как схема возведения- в квадрат. В ре альной схеме напряжение на выходе Z равно Увых> умножен ному на постоянный коэффициент, и также равно -Vbx- Следо вательно, выходное напряжение усилителя Увых пропорциональ но корню квадратному из входного напряжения. Для предотвра щения ключевого режима с фиксацией состояния последователь но с выходом обычно включается диод. Этот режим может воз пикать при отрицательном напряжении Vz. 2.1г. Подстройка перемножителей Из соотнощения (2.2) видно, что для обеспечения максимальной точности в схеме перемножителя требуется выполнить четыре самостоятельные регулировки. Для выбора наилучшего способа регулировки имеющихся смещений требуется дополнительно исследовать соотношение Увих = К{У + Фх){Уу + Фу)+Фвх- (2.2) в данной процедуре подгонки на первом этапе необходимо отрегулировать на нулевое значение выходное смещение Фвых-Для этого на входы X п Y подается нулевое напряжение (закорачивание входов на зе.мляную шину) и с помощью регулировки устанавливается нулевой выходной сигнал. На втором этапе осуществляется регулировка смещения входа У. Для этого на зажим X подается переменный входной сигнал; далее производится регулировка смещения входа У до пропадания выходного сигнала. Аналогичная процедура применяется и для регулировки смещения входа X, а именно закорачивается вход X, подается переменное напряжение на зажим У и проводится регулировка до получения минимального размаха выходного сигнала. Третий этап процедуры регулировки связан с установкой требуемого масштабирующего коэффициента. Его величина обычно норми- руется при максимальных значениях двух входных сигналов. Однако эту операцию можно осуществлять и при других амплитудах и полярностях входных сигналов с целью оптимизации точности функционирования перемножителя во всем его динамическом диапазоне. Пример 2.1. Расчет четырехквадрантного перемножителя. Требуется спроектировать схему четырехквадрантного перемножителя со следующими параметрами: динамический диапазон входных сигналов равен ±10 В, а размах выходного сигнала составляет ±10 В при использовании ИС типа XR-2208. Уравнения для определения коэффициента передачи перемножителя и усилителя имеют вид м (2.19) (2.20) где Ry « 2Rx, а номиналы всех резисторов задаются в килоомах. Решение. На первом этапе проектирования необходимо ознакомиться со справочными материалами фирмы-изготовителя для конкретно применяемого типа прибора, после этого разрабатывается основная схема (рис. 2.5) и опре- 300 нОм 5 кОм Рее. моэфср: тсштабиро-бамия ZSkOm Рег. смещения Входа У -156  Щоо.Ом Рис. 2.5. Включение = VxVylW. смей -15В XR 2208 2W иОм Y Рег. смещения на выссоо 100 кОм Л} и "1 для реализации умножения, вых = деляется постоянная коэффициента передачи перемножителя. Для выбранного типа прибора постоянная коэффициента передачи равна произведению постоянной коэффициента передачи перемножителя и коэффициента передачи усилителя и определяется следующим образом: 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 |