Радиоэлектронные устройства (справочник) (стр. 31 )

Двухполупериодный модулятор. Модулятор (рис. 6.7) работает на частоте 20 кГц. Амплитуда управляющих импульсов прямоуголь­ной формы равна 4 В. В результате поочередного открывания тран­зисторов VT1 и VT2 входной сигнал попадает на разные выводы первичной обмотки Тр2. На вторичной обмотке появится сигнал прямоугольной формы с амплитудой входного сигнала.

Для уменьшения влияния остаточного напряжения на транзи­сторах в схему введены резисторы R1 и R4. С помощью резистора R1 выравниваются управляющие базовые токи, в результате чего остаточное напряжение составляет около 4 мВ. Резистор R4 ком­пенсирует это напряжение и тем самым позволяет создать модуля­тор с чувствительностью около 10 мкВ.

Компенсационный модулятор. Для уменьшения начального уров­ня в модуляторе (рис. 6.8) применяется сложная схема подачи управляющнх сигналов. Поскольку начальный уровень модуляторов определяется импульсными сигналами, которые проходят через ем­кости база — коллектор, то подстройка сводится к изменению переднего и заднего фронтов управляющих сигналов. Управляющий сигнал с амплитудой 15 В подается на первичную обмотку транс­форматора. С помощью резисторов R3 и R4 и диодов VD3 и VD4 фронты управляющих импульсов заваливаются настолько, что поз­воляют скомпенсировать помеху до уровня менее 30 мкВ.

Рис. 6.4

Рис. 6.5

Рис. 6.6

Рис. 6.7 Рис. 6.8

Рис. 6.9

3. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Аттенюатор. Максимальное ослабление аттенюатора (рис. 6.9) составляет 80 дБ, а переменного напряжения с частотой до 500 кГц — более 60 дБ. Максимальный коэффициент передачи при входном напряжении постоянного тока равен 0,93, а для перемен­ного напряжения с частотой 500 кГц — 0,46. Максимальное управ­ляющее напряжение менее 8 В.

Одиночный ключ. Для коммутации постоянного напряжения ис­пользуется ключ на полевом транзисторе VT1 (рис. 6.10, а). В от­крытом состоянии, когда на затворе напряжение равно нулю, транзистор имеет сопротивление RОТK = 1/S = 500 Ом. Если поло­жительное напряжение на затворе больше напряжения отсечки, транзистор находится в закрытом состоянии. В этом режиме сопро­тивление его может превышать сотни мегаом. Управление ключом осуществляется транзистором VT2. Когда он закрыт, положи­тельное напряжение коллектора проходит через диод на затвор полевого транзистора. При появ­лении нулевого напряжения в коллекторе ключ открывается. Максимальная частота работы ключа равна 50 кГц. Входное на­пряжение, коммутируемое клю­чом, лежит в пределах от 10 до +5 В. Сопротивление нагрузки не менее 5 кОм. Точность переда­чи входного сигнал более 0,1%. Передаточная характеристика ключа показана на рис. 6.10,6. Управляющее напряжение положительной полярности должно быть больше 1В.

Рис. 6.10 Рис. 6.11

Модулятор с компенсацией помехи. При преобразовании посто­янного входного сигнала в переменный существенные ограничения на минимальное значение входного сигнала накладывают помехи. Чтобы избавиться от этого, применяют схемы компенсации. Одна из таких схем представлена на рис. 6.11. В схеме модулятора ключ построен на транзисторе VT1. Усилитель собран на транзисторе VT2. Цепь компенсации состоит из двух резисторов R5 и R6.

Управляющий сигнал прямоугольной формы подается на за­твор полевого транзистора. Из-за наличия паразитной емкости затвор — сток-напряжение коммутации проникает на выход в виде помехи и образует начальный уровень. Проникшее напряжение ком­пенсируется импульсами управляющего напряжения, поступающими в. исток VT2 с делителя на резисторах R5 и R6 в противофазе по отношению к напряжению помехи. Компенсирующее напряжение устанавливается с помощью переменного резистора R5.

Схема с противофазной компенсацией. На рис. 6.12, а приведе­на схема коммутации аналогового сигнала, в которой применена цепь компенсации импульсных помех, возникающих из-за паразит­ных емкостей полевых транзисторов. Компенсация осуществляется подачей противофазного помехе сигнала на выход схемы через конденсатор С1. Амплитуда компенсирующего импульса устанав­ливается потенциометром R2. При частоте управляющих сигналов 1 кГц и амплитуде 5 В средний ток в нагрузке от импульсных помех может составлять 2 — 5 нА. Дрейф выходного напряжения при компенсации уменьшается в 10 — 20 раз. На схеме рис. 6.12,6 при­менен двухзатворный полевой транзистор. Компенсация импульсных помех осуществляется по второму (верхнему по схеме) затвору. При управляющем напряжении 1,5 В и при определенной темпера­туре средний ток от импульсных помех можно свести к нулю. При изменении температуры дрейф тока в нагрузке составляет 0,2 — 0,5 нА/град.

Рис. 6.12

Рис. 6.13

Комбинированный модулятор. Модулятор (рис. 6.13) состоит из двух поочередно открывающихся транзисторов VT1 и VT2. Когда открыт транзистор VT1, входной сигнал поступает на затвор уси­лительного транзистора VT3, который имеет входное сопротивле­ние около 100 МОм. В следующий момент транзистор VT1 закры­вается, а транзистор VT2 открывается и на вход усилителя посту­пает нулевой уровень. В результате на выходе транзистора VT3 будет усиленный сигнал прямоугольной формы. Амплитудная ха­рактеристика всей схемы линейна в пределах от 10 мкВ до 1 мВ с коэффициентом передачи 0,8. Если на входе отсутствует сигнал, то на выходе возникают импульсные помехи, которые вызваны пара­зитными емкостями модулятора. Положительные импульсы имеют амплитуду около 25 мкВ, а от­рицательные импульсы — более 100 мкВ. Эти помехи можно ча­стично компенсировать с по­мощью цепочки R1, С1. Парамет­ры этой цепочки находятся в прямой зависимости от паразит­ных емкостей транзисторов.

Балансный модулятор. Схема балансного модулятора (рис. 6.14) состоит из двух комбинирован­ных модуляторов. В результате приведенного на схеме включения на выходах балансного модуля­тора возникают импульсные помехи одной полярности. Входные сигналы модулятора по­даются на Вход 1 и Выход 2 дифференциального усилителя. Поскольку импульсные помехи поступают одновременно на оба усилителя, то в результате они будут частично скомпенси­рованы. Степень компенсации зависит от коэффициента подавления синфазных сигналов дифференциальным усилителем, а также от неравенства паразитных емкостей модулятора. Импульсные помехи на выходе усилителя могут составлять менее 1 мкВ. Максимальное значение входного сигнала 3 В. В схеме вместо транзисторов VT1 — VT4 целесообразно применить две интегральные микросхемы КПС202, в которых находятся по два подобранных полевых тран­зистора.

Рис. 6.14 Рис. 6.15

Балансный компенсатор помех. При подаче сигналов на вход ОУ (рис. 6.15) через полевой транзистор VT1 на выходе схемы возникают импульсные помехи, связанные с паразитными емкостями транзисторов. Чтобы избавиться от этого, на другой вход усилителя подаются аналогичные сигналы, снимаемые с другого полевого тран­зистора VT2. В результате на обоих входах ОУ возникают одина­ковые помехи. Подстройка амплитуд этих помех осуществляется с помощью резистора R6. В итоге на выходе ОУ выбросы от пере­ключения полевых Транзисторов не превышают 1 мВ. Для вход­ного сигнала с амплитудой меньше 3 В точность передачи равна 0,5%.

4. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ СО СХЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ

Переключатель аналогового сигнала. В процессе передачи аналогового сигнала со входа на выход схемы (рис. 6.16) прини­мают участие ОУ и два полевых транзистора. На выходе будет присутствовать сигнал, если транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 открыт. В этом режиме ОУ имеет коэффициент усиления, рав­ный единице. При переключении полевых транзисторов коэффициент усиления становится равным нулю. Управление полевыми транзи­сторами осуществляется транзистором VT3.

Коммутатор сигналов. Коммутатор аналоговых сигналов (рис. 6.17, а) предназначен для работы с входными сигналами от О до 6 В. Допускается параллельное включение до 64 каналов. Ча­стота опроса каждого канала при этом будет 2 кГц. Погрешность передачи входного сигнала с уровнем 6 В составляет менее 10 мВ.

Рис. 6.16

При подаче на управляющий вход положительного напряжения по­левой транзистор находится в закрытом состоянии. Нулевое управ­ляющее напряжение открывает полевой транзистор. В момент перехода транзистора из закрытого состояния в открытое через паразитные емкости на выход проходит импульсный сигнал помехи. Для компенсации помехи включен конденсатор С в цепь ООС. Амп­литуда помехи составляет несколько милливольт. Первый ОУ (DA1) для входного сигнала имеет коэффициент усиления, равный единице. Второй ОУ (DA2) выполняет роль повторителя с большим входным сопротивлением. На схеме рис. 6.17,6 показан коммутатор с управляющими устройствами на интегральной микросхеме К155ЛА8.

Коммутатор на интегральной микросхеме К190КТ2. Коммутатор сигналов от 0 до — 10 В (рис. 6.18, а) построен на микросхеме типа К190КТ2, в которой ключи выполнены на МОП-транзисторах с каналом типа р. Напряжение — 25 В, которое присутствует в коллекторах транзисторов VT1 — VT4, открывает ключи. Для закры­вания ключа подается положительное напряжение 3 В в эмиттеры транзисторов VT1 — VT4. На рис. 6.18,6 приведена зависимость по­грешности ключа от входного напряжения.