Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






ІНТЕГРАТОРИ НА КОМУТАЦІЙНИХ КОНДЕНСАТОРАХ (КК).






У активних RC-cxeмах часто застосовують так званий інтегратор Міллера (рис.4.4 а), що містить операційний підсилювач (ОП), конденсатор і резистор. Така схема виконує функцію інтегрування

, при і

При виникає похибка нелінійності інтегрування сталої напруги

При коефіцієнті підсилення передатна функція RC інтегратора

, де

Після підстановки р=jω

.

Звідки можна отримати такі характеристики:

, .

Якщо в інтеграторі Міллера замінимо резистор R відповідним блоком з комутаційними конденсаторами, то отримаємо інтегратор на комутаційних конденсаторах (рис. 4.4 б).

Рисунок 4.4. Інтегратори: а – реалізація RC, б – реалізація з КК

 

На рис. 4.5 показана напруга імпульсного генератора U(t), яка подається на перемикач П. Під цією дією конденсатор С1 почергово під’єднується то до вхідної напруги Uвх, то до точки віртуальної землі ОП. В наслідок чого відбувається перекидання зарядів від Uвх до виходу інтегратора.

Рисунок 4.5. Зростання напруги на виході інтегратора на КК

 

При Uвх – const вихідна напруга інтегратора зростає стрибкоподібно і лінійно. При заряді С1 від Uвх заряд .

Коли П займе праве положення q інвертуючись перейде на С2, напруга на С2 і відповідно на виході інтегратора зміниться на величину -∆U, яку можна найти з рівняння

, тобто .

Це для одного такту, а для n-тактів

Uвих=n∙∆U=-( С12)∙ Uвх∙n

 

Тобто для і-такту, напруга на виході інтегратора на КК

, де і =0,1,2...

Виразимо сигнал Uвих в операторній формі, для цього врахуємо, що стрибок напруги за Лапласом . Наступний стрибок через період Т відповідно до теореми зміщення і т.д.

Тобто можна записати, що

.

Згорнувши ряд маємо

.

Коефіцієнт передачі

.

Підставивши s=jω отримаємо

.

Модуль передачі (АЧХ) інтегратора на КК

, тобто він є періодичною функцією.

У звичайного RC-інтегратора АЧХ має гіперболічну залежність.

Похибка інтегрування gінт визначається як і для схеми рис. 4.4 а. Розглянемо тепер вплив паразитних ємностей на властивості інтеграторів на перемикаючих конденсаторах. З цією метою розглянемо дві структури інтеграторів, наведених на рис. 4.6. Перший з інтеграторів - це схема (рис. 4.4 б), де штриховими лініями позначені найбільш суттєві паразитні ємності.

Зазначимо спочатку, що ємності Ср2, Ср3, Ср4 не впливають на похибки цих інтеграторів, оскільки вони підключені паралельно до джерела напруги або до віртуального заземлення (інвертирующий вхід ОП). Істотним зате є вплив ємності Cp1 схеми на рис. 4.6 а, оскільки вона підключена паралельно C1.

Передатна функція в цьому випадку



Таким чином, виникає похибка, величина якої визначається відношенням Cp1/C1.

 

Рисунок 4.6. Паразитні ємності в монолітній мікросхемі інтегратора з КК:

а- схема, чутлива до впливу паразитних ємностей;

б-схема, не чутлива до паразитних ємностей.

 

Відмінність іншого інтегратора (рис. 4.6 б) в тому, що обидві обкладинки конденсатора C1 є перемикаючими. У парній фазі (е) ємності Cp1 і C1 ввімкнені до джерела напруги Uвх, а ємність Cp2 замкнена на землю і, отже, повністю розряджена. В свою чергу, у непарній фазі (о) ємність Cp1 розряджена до потенціалу землі, а Ср2 ввімкнена до віртуальної землі, завдяки чому обидві обкладки Ср2 мають рівний потенціал.

Таким чином, заряд, накопичений на C1, повністю переходить на конденсатор C2. Це означає, що паразитні ємності не впливають на роботу цього інтегратора. Він також залишиться нечутливим до впливу паразитних ємностей, якщо змінити порядок управління ключами.



mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2020 год. (0.011 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал