Электроникийн үндэс Лекц 11 · 2010. 12. 25. · Арифметик дундаж олох Нэгээс их өсгөлттэйгээр нэмэх Жингээр

ЭЛЕКТРОНИКИЙН ҮНДЭС

Лекц 11

МУИС-ийн профессор Э.Дамдинсүрэн

МУИС, МТС Электроникийн үндэс 2

6. Үйлдлийн өсгүүр

6.1. Тогтмол гүйдлийн өсгүүр

6.2. Дифференциал өсгүүр

6.3. Үйлдлийн өсгүүр

6.4. Үйлдлийн өсгүүрийг холбох үндсэн

схемүүд

6.5. ҮӨ-ийн зарим хэрэглээ


6.4. Үйлдлийн өсгүүрийг холбох

үндсэн схемүүд

Эргүүлдэг өсгүүр

– Инвертор

Үл эргүүлдэг өсгүүр

– Давтагч

Дифференциал өсгүүр


Эргүүлдэг өсгүүр

Хэрэв R=Rf бол дохионы зөвхөн фаз нь 180О-аарэргэж хүчдэл хэвээр байна.

Ийм схемийг инвертор гэнэ.

++

++

_

_

_

_

+

_

iRif

vi -

+

RfR

vo

vd

i dR

v vi

R

o f f dv ( i R v )

Идеаль гэвэлвиртуаль холболтоор

fo

i

RvA

v R Өсгүүрийн өсгөх коэффициент

ii=0, iR=if , vd=0

ҮӨ ихэнхдээ гэдрэг холбоотой ажилладаг, Rf


Үл эргүүлдэг өсгүүр

-

+

R Rfv-

v+

vi

vo

Гэдрэг холбооны хүчдэл

ov v

f

R

R R

Өсгүүрийн гаралтын хүчдэл

0v K( v v ) i 0K( v v )

Хувиргаад

Гэдрэг хол. коэф

i0

K vv

1 K

Өсгүүрийн өсгөлт 0

i

v K 1 1 1A

1 1v 1 K1

K K


Үргэлжлэл, Давтагч

Хэрэв бол

fR1A 1

R Хэрэв |K|>>1 бол

Энэ бол ойролцоо илэрхийлэл

fR , R 0

-

+vi

vo

Энэ хэлхээнд гаралтын хүчдэлийг тэр хэвээр оролтонд сөрөг гэдрэг холбоогоор өгсөн учир 1 болно.

Иймд . Энэ бол давтагч.A 1


Дифференциал өсгүүр

Хэрэв v2=0, жирийн

эргүүлдэг өсгүүр

Харин v1=0 бол

-

+

R1

Rf

R2R3

i1

if

v1

v2

vf

v0

f

01 1

1

Rv v

R

3f 2

2 3

Rv v

R R

Виртуаль холболтоор эргүүлдэг оролтын хүчдэл vf

Иймд v1=0 учир i1=vf /R1 ба i1= if

f

02 f 1

1

vv ( R R )

R Гаралтын хүчдэл


Үргэлжлэл

Одоо гэе

Гаралтын хүчдэл өмнөх 2-ын нийлбэр

Орлуулга хийгээд R1=R2 , Rf =R3 гэвэл

Ийнхүү дифференциал өсгүүр мөн ажээ.

Гаралтын хүчдэлийн туйл v1 ба v2 –ын аль

ихээр тодорхойлогдно

1 2v 0, v 0

f f

0 01 02 f 1 1

1 1

v Rv v v ( R R ) v

R R

f

0 2 1

1

Rv ( v v )

R


6.5. ҮӨ-ийн зарим хэрэглээҮӨ-ийн тусламжаар аналог дохион дээрх математик үйлдлийг гүйцэтгэнэ

Нэмдэг хэлхээнүүд

– Арифметик дундажийг олох хэлхээ

– Жингээр нэмэх хэлхээ

Компаратор

Интегратор

Дифференциатор

Логарифмчлагч хэлхээ

Гүйдлийн үүсгүүр, конвертер


СумматорНэмэх, хасах үйлдэл хийнэ

Алгебрийн тэгшитгэл бодох, автомат удирдлага зэрэгт хэрэглэнэ

Эргүүлдэг сумматор

-

+

R1

R3

R2Rf

v1

v2

v3

v0...vn

i1

i2

i3

if

Виртуаль холболтоор ii=0, vd=0

КГХ ёсоорi1+i2+…+in=if

i1=v1/R1, i2=v2/R2, … if=-v0/Rf

Үүний

Орлуулаад

f f

0 1 2

1 2

R Rv v v ...

R R

R1=R2=Rf 0 1 2v ( v v ...)

Микшер

ii=0


Арифметик дундаж олохНэгээс их өсгөлттэйгээр нэмэх

Жингээр нэмэх бол яах вэ?

Жишээ v1+2v2+5v3

– Rf=100 кОм бол R1=100 кОм, R2=50 кОм, R3=20 кОм

Схемд R1=R2=…Rn ба Rf=R1/n бол

Хасдаг схем ямар байх бол

Бусад схемийг өөрсдөө зур!

f f f

0 1 2 3

1 2 3

R R Rv v v v

R R R

1 2 n0

v v ...vv

n

f

o 1 2 n

Rv ( v v ... v )

R


Компаратор Компаратор - нэг хүчдэлийн далайцыг нөгөөгийнхтэй харьцуулна

Үүний тулд оролтын хүчдэлийг нэг оролтонд, жишиг хүчдэлийг нөгөө оролтонд өгнө

Ихэнхдээ оролтын хүчдэл тодорхой төвшинд хүрснийг илрүүлэхэд ашиглана

Тэг төвшинг илрүүлэх хэлхээ

Эргүүлдэг оролтыг газардуулж жиших тэг төвшинг үүсгэнэ

Оролтын хүчдэлийг үл эргүүлдэг оролтонд өгнө

ҮӨ гэдрэг холбоогүй задгай байгаа учир өсгөлт асар их

Үүний улмаас хоѐр оролт дээрх хүчдэл маш бага ялгаатай байхад ҮӨ ханалтандаа орно

Тэгснээр гаралтын хүчдэл хязгаарлагдна

Жишээ, Aol=100000 бол оролтын хүчдэлүүдийн ялгаа дөнгөж 0,25 мВбайхад Vout=25 В болно

Ихэнх ҮӨ-т Vout(max) = 15 B

-

+

Vin

Vout


Тэг төвшинг илрүүлэхОролтонд синусан хүчдэл өгье

Гаралтыг сонирхож үзье

Эерэг хагас үе үйлчилж байхад өсгүүрийн гаралт хамгийн их эерэг төвшинд

Синус тэг төвшинөө дайрч өнгөрөхөд өсгүүр эсрэг төлөвтөө орно

Тэгснээр гаралт хамгийн их сөрөг төвшиндөө хүрнэ

Энэ хэлхээг синусаас тэгш өнцөгт хүчдэл гарган авахад хэрэглэж болох ажээ

-

+

Vin

Vout

0 tVin

0 tVout

-Vout(max)

+Vout(max)


Тэг биш төвшинг илрүүлэх IЭерэг юмуу сөрөг хүчдэлийг илрүүлэхийн тулд өмнөх хэлхээнд багахан өөрчлөлт хийнэ

Эргүүлдэг оролтонд жишиг болох тогтмол хэмжээтэй хүчдэлийн үүсгүүр холбоно

Практик боломж илүүтэй нь жиших хүчдэлийг үүсгэхэд хүчдэл хуваагчийг хэрэглэх

+V бол ҮӨ-ийн dc тэжээлийн эерэг хүчдэл

-

+

Vin

Vout

VREF

-

+

Vin

Vout

VREF

+V

R1

R2

2REF

1 2

RV ( V )

R R


Тэг биш төвшинг илрүүлэх IIЖишиг хүчдэлийг тогтооход зенер диод хэрэглэж болно (VREF=VZ)

Оролтонд синус дохио

Vin<VREF байхад гаралт хамгийн их сөрөг төвшиндөө байна

Оролтын синусан хүчдэл жишиг VREF -д хүрмэгц гаралт хамгийн их эерэг төвшиндөө очно

-

+

Vin

VoutVZ

+V

R

Vin

0 tVout

-Vout(max)

+Vout(max)

VREF

0 t


Интегратор

Энэ нь гаралтын хүчдэл

Виртуаль холболтоор

i=vi/R

Энэ гүйдэл C-ээр гүйнэ

C дээрх хүчдэл

-

+

C

Rvi

vo

i

i

C

1v idt

C

io

v1v dt

C R i

1v dt

RC

Гаралтын хүчдэл оролтын хүчдэлийн интегралтай пропорционал ажээ

0 B

+ -vC


Гаралтын хүчдэл

vi тогтмол бол i=vi/R гүйдэл тогтмол

Тэгвэл C дээрх хүчдэл шугаман хуулиар өснө

Конденсаторын эерэг ялтас виртуаль холболтоор газардсан, 0 B

Конденсаторын сөрөг ялтсын хүчдэл ҮӨ-ийн гаралтын хүчдэл болно

Иймд гаралтын хүчдэл конденсатор цэнэглэгдэхийн хирээр тэгээс доош шугаман хуулиар буурна

Эцэстээ ҮӨ-ийн ханалтын утганд хүрч тогтоно

vi vo-

+

C

Ri

i

0 A

0 B

+ -vC

0 0

-Vmax


Нийлбэр, ялгаврын интеграл

o 1 2 n

1v ( v v ... v )dt

RC

-

+

C

R

vo

R

Rv1

v2

vn

-

+

CRv1

vo

CRv2

o 2 1

1v ( v v )dt

RC

Ялгаврын интеграторНийлбэрийн интегратор


Хоѐрчилсон интеграл

Интеграл авдаг схемийг дифференциал

тэгшитгэл бодоход хэрэглэнэ

Жишээ нь энэ схемийг

хэлбэрийн тэгшитгэл бодоход ашиглана

-

+

C

Rvi

vo

R

R/2

C/2 C/2

2

2

d xax f ( t )

dt


Дифференциатор

Виртуаль холболтоор оролтын хүчдэл нь Cдээрх хүчдэл

C –ийг цэнэглэх гүйдэл

Энэ гүйдэл R –ээр гүйнэ

R дээрх хүчдэл vR=iRЭнэ хүчдэл гаралтын хүчдэл юм

Гаралтын хүчдэл оролтын хүчдэлийн дифференциалтай пропорционал ажээ

Иймд дифференциатор мөн болно

Хэлхээнд гурвалжин хүчдэл өгсөн бол гаралт!

-

+

C

R

vivo

idvi C

dt

o Rv v iR idvCR

dt

-

+

C

Rvi

0t0 t1 t2

vo0

t0 t1 t2


Бусад схемүүдНийлүүлдэг

дифференциатор

Ялгаврын

дифференциатор

-

+

C1

R

v1

vo

C2

Cn

v2

vn

-

+

C Rv1

vo

C Rv2

1 2o 1 2

dv dvv RC RC ...

dt dt

2 1o

d( v v )v RC

dt


Логарифчлагч схем

p-n шилжилтийн ВАХ

Хэрэв vd>vT байвал

Логарифм авбал

Виртуал холболтоорId=vi/R

Мөн түүнчлэн

Ийнхүү гаралтын хүчдэл оролтын хүчдэлийн натурал логарифмтэй пропорционал учир логарифмчлагч хэлхээ мөн байна

-

+

vivo

R

vd

id

vdvT

d 0i i e 1

vdvT

d 0i i e

d T d 0v v ln( i / i )

io d T

o

vv v v ln

Ri


Антилогарифм бодох

Диодын оронд

ерөнхий баазтай

транзистор

Антилогарифм олох

-

+

vivo

BE

T

vv

C E0i i e

vo-

+

vi

Rid

ln xln x

o d S i Tv i R Ri exp( v / v )


Гүйдлийн үүсгүүрТогтмол хэмжээтэй гүйдлийн үүсгүүр нь ачаалал өөрчлөгдөхөд түүний гүйдлийг тогтмол байлгана

ҮӨ бүхий хэлхээ

Тогтвортой хүчдэлийн Viүүсгүүр оролтын Riрезисторын Ii гүйдлийг тогтмол байлгана

ҮӨ-ийн эргүүлдэг оролт виртуаль газардсан, 0 В

Ii гүйдлийн хэмжээ

ҮӨ-ийн оролтын эсэргүүцэл маш их тул энэ гүйдэл бүгдээрээ RL-ээр гүйнэ: Ii=IL

Буюу

Иймд RL өөрчлөгдлөө ч Viболон Ri –ийг тогтмол байлгавал IL гүйдэл тогтмол байна

ii

i

VI

R

iL

i

VI

R

-

+Vi

Ri RL

Ii

IL=Ii

0 B 0 A

Documents

Электроникийн үндэс Лекц 11 · 2010. 12. 25. · Арифметик дундаж олох Нэгээс их өсгөлттэйгээр нэмэх Жингээр