Электротехника, электроника и схемотехника (часть 2)

### Тема 2: Элементы и узлы аналоговых устройств

назад | оглавление | вперед

### 2.4: Электронные регуляторы и аналоговые ключи

В электронных устройствах часто возникает необходимость в регулировках коэффициента передачи, частоты и других параметров. В качестве регулируемых элементов широкое применение находят полупроводниковые приборы: диоды, биполярные и полевые транзисторы, а также интегральные микросхемы. Схемы базовых функциональных узлов электронных регуляторов приведены на рис. 2.26.

Рисунок 2.26.

В схеме рис. 2.26, а диоды VDl и VD2 используются в качестве сопротивлений, управляемых прямым током. Этому устройству свойственны существенные недостатки: отсутствие развязки цепей управления и сигнала; значительная мощность, потребляемая цепью управления; существенные нелинейные искажения при малых коэффициентах передачи.

Регулятор на БТ, изображенный на рис. 2.26, б, по свойствам напоминает регулятор на диодах. Это объясняется тем, что, по сути, у транзистора переход «база — эмиттер» выполняет функцию диода VD1, а переход «база — коллектор» — функцию диода VD2.

Лучшими свойствами обладает регулятор на основе ПТ, изображенной на рис. 2.26, в. Здесь ПТ используется в качестве управляемого сопротивления. Цепь управления практически не потребляет мощность, так как транзистор обладает чрезвычайно большим сопротивлением по управляющему входу. Регулятор характеризуется хорошей развязкой цепей сигнала и управления. В цепи сигнала нет p-n переходов, а имеется омическое сопротивление, управляемое напряжением. Регулятор способен коммутировать сигналы с широким динамическим диапазоном с меньшими нелинейными искажениями, чем рассмотренные выше регуляторы.

Перспективным узлом для регуляторов являются интегральные схемы аналоговых перемножителей напряжения (рис. 2.26, г): реализующих передаточную функцию UBЫХ=KUВХ1UВХ2, где К — масштабный коэффициент. При использовании перемножителей в качестве регуляторов, один из входов, например UВХ1, является управляющим, а второй UВХ2, используется для подачи входного сигнала. Изменяя напряжение на управляющем входе, регулируют выходное напряжение UВЫХ, а, следовательно, и коэффициент передачи устройства. Современные перемножители имеют сложные технические решения, благодаря которым способны регулировать напряжения с амплитудой, достигающей 10 В с погрешностью, не превышающей 1%.

Рассмотренные регуляторы могут выполнять функции аналоговых ключей. При этом ключи рассматриваются как частные случаи регуляторов, работающих в двух режимах. В одном из них к управляющим входам прикладывается отпирающее напряжение. Коэффициент передачи принимает максимальное значение КИ = 1, и ключ пропускает аналоговый сигнал на выход. В другом — к управляющим входам прикладывается большое запирающее напряжение. Устройство имеет минимальный коэффициент передачи (Кu»0) и лишь малая доля входного сигнала из-за наличия в выходной цепи сопротивлений утечки, проходной и монтажных емкостей проходит на выход. Этот режим соответствует выключенному состоянию ключа.

назад | оглавление | вперед