Курсовая работа: Базисные структуры электронных схем

Рис. 17. Эквивалентная схема пассивного трехполюсника

Дей ствительно,

(20)

(21)

Однако при больш ом диапазоне перестройки () необходимы резисторы, номиналы которых существенно отличаются друг от друга. П оследнее требование в практическом отношении часто реализовать затруднительно, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, диапазон переключаемых проводимостей ограничивается конечными значениями сопротивления электронных клю чей как в открытом, так и в закрытом состояниях. В о-вторых, техноло гически сложно реализовать в микроэлектронном исполнении разрядн ые про водимости с широким диапазоном номиналов. В это й связи представляется ц елесообразным поиск схемных решений, направленный на устранение настоящих недостатков.

На рис. 17 представлена эквивалентная схема па ссивного трехполюсника, где число пар аллельно соединенных Т-образных групп ( Y₁ ,Y₂ ,Y₃ ) может быть произвольн ым. Крутизна преобразовани я при коротком замыкании на выходе определяется выражением, из которого следует, что все проводимости Y₁ или Y₂ зависят от соо тношения сопротивлений оставшихся ветвей. Отмеченное позволяет выделить два основных принци па реализации управляющих че тырехполюсников с цифроуправляемыми проводим остями (табл. 1).

Таблица 1

Принципы реализации ЦУП

№	Принципиальная схема управляющего четырехполюсника	Основные параметры
1
2

Первый принцип предусматривает п реобразование входного напряжения посредством Y₁ и Y₃ ,а ЦУП включаются в ветви Y₀ и Y₂ . В рамках второго принципа проис ходит масштабирован ие тока на Y₂ и Y₃ , а ЦУП испо льзуется вместо Y ₀ и Y₁ [6].

В приве денных в табл. 1 соотношениях для крутизны короткого замыкания и коэфф ициента холостого хода _i и _j определяю т состояния соответствую щих ключей и принимают значения 0 и 1, а k ₁ и k₂ – вес отдельных групп ЦУП, мод елирующих Y ₀ ,Y₂ и Y₀ ,Y₁ . В общем случае в рамках рассмотренных принципов целенаправленному изменению могут подвергаться весовые коэфф ициенты k₁ и k₂ , устанавливающие, например, поддиапазон перестройки. При этом целесообразно применить ЦУП в ветви Y ₃ , т.к. появляется возможность использовать «заземленные» ключи. Если усиленные неравенства не выполняются, то остаточные члены для k ₁ и k₂ :

(22)

необходимо учитывать при определении сопро тивлений разрядных резисторов, вводить в закон управления или предусматривать другие меры обеспечения допустимой методической погрешности S_k1 и S_{k 2} :

( 23)

.(24)

Настоящие погреш ности зависят от состояния электронных ключей, поэтому при большом диапазоне пер естройки целесообразно рассматривать их максимальные значения, численно равные соответствую щим остаточным членам (22).

Микроэлектронные резистивные наборы, предназначенные для специализированных устрой ств контро льно-измерительной техники, содержат проводимости, выполнен ные п о двоичному закону. В этом случае

(25)

как для преобразования нап ряжения, так и для преобразовани я тока.

Соответствующим измен ениям подвергаются вы ражения для методической погрешности. С учетом введенных методических погреш ностей рассмотренные в табл. 1 коэфф ициенты холостого хода, определяющие качественные показатели решающих блоков, примут следующий вид:

– для четырехполюсника с преобразование м напряжения:

(26)

– для четырехполюсника с преобразованием тока:

(27)

Настоящие соотношения показывают, что при задан ной методической погрешности S₁ или S₂ повышение К_х1 или K_х2 возможно выбором _i и _j . Однако повышение качественных показателей решающих усилителей применением «наилучших» кодовых комбинаций неизбежно снижает диапазон перестройки схемы, поэтому практическую оценку влияния ОУ на частотные характеристики проектируемых устройств целесообразно производить для наихудшего случая, когда

(28)

.(29)

Рис. 18. Зависимость К_х управляющих четырехполюсников от диапазона перестройки D

На рис. 18 приведены зависимости от диапазона перестройки D при n=m для различных зн ачений максимальной методической погрешности S для ИТУН с преобразованием тока (сплошные кривые) и с преобразованием напряжения (п унктирные кривые). Соотношения ( 28), (29) и их графическая интерпретация наглядно по казывают, что при высокой методической точности н аилучший результат обеспечивается управляю щим четырехполюсником с м асштабиро ванием нап ряжения, и только при большом диапазоне перестройки и достаточно низкой точности можно использовать принцип преобразования тока. Ц елесообразно отметить, что вопрос вы бора необходимой точно сти S должен решаться с учетом реализуемого шага и закона перестройки.

5. Влияние неидеальности электронных ключей на свойства базисных структур