значению числа, представленного на входах схемы. В состав-большинства ЦАП в интегральном исполнении входят встроенный двоичный счетчик и резистнвная цепь типа R-2R, необходимая для создания тока (гл. 14). Эта схема требует некоторого внешнего обрамления - источника импульсов синхронизации и необходимую управляющую логику.

Ток /вых подается на инвертирующий вход усилителя Уь Напряжение вывода Бых равно /выхР. Это напряжение подается как на выход схемы, так и на инвертирующий вход усилителя Уг - операционного усилителя, включенного по схеме компаратора.

Входное напряжение, из которого должна быть произведена выборка, подается на неинвертирующий вход компаратора Уг. На выходе компаратора сохраняется высокий уровень до тех пор, пока вх превосходит вых. В состоянии выборка на обоих входах схемы управляющей логики действует высокий уровень. При этом на ее выходе действует низкий уровень и синхроимпульсы на ЦАП не поступают.

Теперь рассмотрим, как протекает типичный цикл выборки. На соответствующий вход подан импульс сброса. Ое устанавливает двоичный счетчик ЦАП в состояние, скажем, 00000000, и обеспечивает блокировку входа синхронизации ЦАП. Затем подается импульс выборки. Он используется для того, чтобы снять блокировку схемы управления и дать возможность импульсам синхронизации пройти на вход двоичного счетчика ЦАП.

Ток /вых равен нулю, когда на счетчике установлен нуль, но он получает фиксированное приращение всякий раз, когда содержимое счетчика увеличивается в ответ на поступление импульса синхронизации. В исходном состоянии, когда на счетчике зафиксировано значение 00000000, и ток /вых, и напряжение вых равны нулю.

Выборка начинается тогда, когда становится высоким напряжение на входе разрешения выборки. В это время схема управления начинает пропускать импульсы синхронизации на ЦАП. Всякий раз когда получают приращение выходы двоичного счетчика ЦАП (на схеме не показаны), получает фиксированное приращение ток /вых, а следовательно, и напряжение вых. Таким образом, напряжение вых возрастает подобно линейно-возрастающей или пилообразной функции.

Напряжение £вх, из которого должна быть произведена выборка, подается на неинвертирующий вход компаратора Уг. Выход этого каскада сохраняет высокий уровень и поддерживает в рабочем состоянии управляющую схему ЦАП до тех пор, пока входное напряжение Евх больше, чем выходное напряжение вых. Когда входное напряжение равно выходному, дифференциальное входное напряжение компаратора равно нулю (Ев = = Евых), следовательно, выходное напряжение падает до нуля и тем самым отключает управляющую схему ЦАП. Импульсы

синхронизации больше не поступают на двоичный счетчик ЦАП, и его выход сохраняет то состояние, которое он имел на момент приема последнего импульса синхронизации перед отключением управляющей схемы. Управляющая схема построена так, что она не включится вновь, даже если выход компаратора У2 снова станет положительным. Она включится только в ответ на следующий импульс разрешения выборки.

В связи с тем что двоичный счетчик остается в устойчивом состоянии, ток /цых также сохраняет постоянное значение. Итак, величина вых равна величине, достигнутой напряжением вхза интервал времени, когда импульс разрешения выборки имел высокий уровень.

Следует, однако, принять во внимание два фактора. Частота импульсов синхронизации должна быть достаточно высокой для того, чтобы напряжение вх имело возможность возрасти до нужного уровня. Это означает, что интервал выборки to должен быть достаточно большим для того, чтобы можно было произвести хорошую выборку.

Другая проблема связана с разрешающей способностью схемы. Все цифровые схемы выборки и запоминания строятся так, чтобы распознавались максимальные уровни вхИвых. Большинство из них обычно работает в диапазоне от О до 10 В. В таком случае в нашей схеме нулю будет соответствовать О В на выходе, а 10 В на выходе будет тогда, когда счетчик будет фиксировать максимальное значение (11111111).

Усилители абсолютного значения

В некоторых схемах достаточно иметь только амплитуду напряжения. Например, в векторном сумматоре (мы рассмотрим его чуть позже) требуется, чтобы на вход подавалось абсолютное значение напряжения, при этом имеется в виду, что оно будет положительным. В других случаях вас может интересовать только присутствие уровня напряжения, а не его полярность. В подобной ситуации лучше всего прибегнуть к усилителю абсолютного значения. Такие схемы суммируют выходы двух прецизионных выпрямителей, один из которых включен как инвертирующий каскад, а другой - как неинвертирующий.

Маленькие хитрости

с аналоговыми умножителями

В одной из предшествующих глав мы обсудим разнообразные схемы аналоговых умножителей. В большинстве случаев нам хотелось бы использовать такую ИС, которая подчиняется соотношению Ebix = KVVy.

Многие ИС, принадлежащие к классу умножителей, незаслуженно пострадали из-за того, что им дали такое название. На

самом деле они предоставляют массу возможностей для использования помимо простого аналогового умножения и таких операций умножения, которые осуществляются, например, при амплитудной модуляции, в этом разделе мы рассмотрим еще четыре арифметические операции, для реализации которых применяют схемы, основанные на использовании ИС аналогового умножителя.

Квадратор

Не нужно быть очень умным, чтобы сообразить, что схема с передаточной функцией вида

(9.5)

может также порождать

(9.6)

при условии, что входы Z и у связаны между собой так, что образуют один вход. Тогда устройство возведения в квадрат (квадратор) - это аналоговая схема, в которой используется умножитель со связанными между собой входами.

Аналоговые делители

Деление - действие, обратное умножению. Одна из причин, делающих операционные усилители столь полезными устройствами, состоит в том, что передаточная функция всей схемы об-ратна передаточной функции цепи обратной связи. Напомню, что в петле обратной связи простого усилителя постоянного тока стоит делитель напряжения (Ro.JRbx)- Он превращает каскад в

Рис. 9.10. Аналоговый делитель с аналоговым умножителем в цепи отрица»

тельной обратной связи.