Содержание

 

1. Постановка задачи

2. Принципы построения мультидифференциальных ОУ

3. Обобщенная структура и основные свойства электронных схем с мультидифференциальными ОУ

4. Собственная компенсация влияния частотных свойств мультидифференциальных ОУ

5. Звенья активных фильтров с мультидифференциальными ОУ

6. Мультидифференциальные ОУ в аналоговых интерфейсах и портах ввода

Выводы и рекомендации

Библиографический список

 

1. Постановка задачи

мультидифференциальный операционный усилитель аналоговый

Создание широкодиапазонных аналоговых устройств и IP блоков как с фиксированными, так и управляемыми параметрами связано либо с совершенствованием технологии производства активных компонентов, либо с построением низкочувствительных принципиальных схем, в рамках которых путем параметрической оптимизации удается в несколько раз (иногда на порядок) уменьшить влияние частоты единичного усиления (f1) этих компонентов на результирующие характеристики изделия. Указанные структуры и соответствующие им принципиальные схемы характеризуются собственной компенсацией влияния указанного параметра на чувствительность передаточной функции Ф(р).

В этом случае активная чувствительность электронной схемы будет иметь следующий вид:

,                                              (1)

где  – локальная передаточная функция идеализированной схемы при подаче сигнала на вход i-го активного элемента;  – передаточная функция, реализуемая идеализированной схемой на выходе i-го активного компонента;  – локальная передаточная функция идеализированной схемы на выходе i-го активного компонента при подаче сигнала в общем случае на его инвертирующий вход.

Указанные в соотношении (1) приращения локальных передаточ-ных функций  и  достигаются благодаря введению в схему дополнительных (компенсирующих) обратных связей, связывающих диф-ференциальный вход i-го активного элемента с дополнительным входом (узлом) схемы. Такая связь является достаточной для создания разностных членов и единственной. Для сохранения неизменным набора идеализированных передаточных функций  и Ф(р) (все входящие в структуру активные элементы идеальны) необходимо обеспечить высокое по сравнению с другими резистивными элементами входное сопротивление четырехполюсника, обеспечивающего указанную дополнительную обратную связь.

Ранее на многочисленных примерах показано, что успех применения принципа собственной компенсации связан со степенью свободы исходной схемы, которая определяется числом неиспользуемых (исходно заземленных) входов дифференциальных активных элементов. В большинстве случаев это не выполняется и приходится применять дополнительные операционные усилители (ОУ), решающие задачу согласования дифференциального входа i-го активного элемента и масштабирования сигнала для реализации необходимых параметрических условий собственной компенсации.

Анализ схемотехники современных ОУ показывает, что более 50 % потребляемых этими активными элементами тока приходится на выходной каскад, а попытки изменить это соотношение приводят к большому выходному сопротивлению ОУ и, следовательно, в целом ряде случаев – к ухудшению многих качественных показателей функциональных устройств. ............