Аналоговые Интегральные Схемы

ЛИТЕРАТУРА

1. С. Соклоф. Аналоговые интегральные схемы. М.,Мир, 1988.

2. А.Б. Гребен. Проектирование аналоговых интегральных схем. М., Энергия. 1976.

3. Т.М. Агаханян. Интегральные микросхемы. М., Энергоатомиздат, 1983.

4. А.Г. Алексенко, И.И. Шагурин. Микросхемотехника. М., Радио и связь, 1982.

5. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. М., Мир, 1983, 1996.

6. Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук. Импульсные и цифровые устройства. М., Высшая школа, 1999.

7. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров. Аналоговая и цифровая электроника. М., Телеком, 1999.

8. Лабораторный практикум по схемотехнике аналоговых и цифровых ИС. Под ред. В.И. Суэтинова. М., МИЭТ, 1994.

Л Е К Ц И Я 1

В В Е Д Е Н И Е

Классификация и основные термины для АИС.

· По области применения: ЦИС и АИС.

ЦИС:

вход выход «1»

информация меняется дискретно,

значения 0/1, да/нет; изменения

сигнала - порядка напряжения «0»

источника питания.

ВСЕ ОСТАЛЬНЫЕ СХЕМЫ - АИС.

ИНФОРМАЦИЯ в ЦИС - 2 и т.д. признаков, наличие «запрещенной зоны»,

в АИС - непрерывно меняющийся сигнал.

· Виды сигналов в АИС: - постоянный ток,

- переменный ток,

- амплитуды импульсов,

- частота и т.д.

ОСОБЕННОСТИ АИС.

1. Универсальность и многофункциональность (по экономическим причинам).

2. Функциональная избыточность.

3. Использование активных нагрузок, замена ими пассивных элементов.

4. Использование «самонастраивающихся» схем для компенсации технологического разброса параметров.

5. Широкое применение обратных связей для: коррекции параметров схемы, избирательного усиления, выполнения математических операций и т.д.

6. АИС выполняет некоторую аналоговую функцию с аналоговыми сигналами. Ошибки функционирования в реальных схемах связаны со следующими понятиями: конечные (неидеальные, небесконечные) значения сопротивлений, частотные и температурные зависимости, неидеальность и дрейф параметров, рассогласование элементов, шумы, нестабильность источников питания и т.д.

Часто создают схемы с избыточностью качества для преодоления проблем, перечисленных выше.

ОСНОВНЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ФУНКЦИИ: Усиление, сравнение, ограничение, перемножение, частотная фильтрация.

Также возможно получить специальные аналоговые функции при сочетании перечисленных возможностей: избирательное усиление, генерация сигналов и т.д.

Усиление. Это функция увеличения сигнала напряжения или тока в А_U раз в неограниченной полосе частот без нелинейных искажений сигнала. Пример таких схем - операционный усилитель (ОУ):

Z₁(p) Z₂(p)

U_{1 1} - e_вх(p)

U_вых

U_{2 2} + U_вх ОУ

+ U_вых

В ОУ с дифференциальным входом

U_ВЫХ = A_U^*(U₂ – U₁),

здесь A_U^*- коэффициент усиления для ОУ без отрицательной обратной связи (ООС).

Идеальный ОУ имеет бесконечно большой коэффициент усиления A_U^*. Генерация не происходит, т.к. считается полностью отсутствующей положительная обратная связь (ПОС).

Пусть на входы U₁,U₂ подается последовательно одинаковый сигнал U_вх:

- при U₂ = 0, U_вых = - A_U^*U_вх ;

- при U₁ = 0, U_вых = A_U^*U_вх,

т.е. приращения напряжения по выходу равны по величине и противоположны

по знаку, входы ОУ называют дифференциальными.

- При U₁ = U₂ = U_вх - сигналы синфазные. В идеальном ОУ одновременная

подача синфазного сигнала не приводит к изменению на выходе схемы.

Эффект называется подавление синфазного сигнала.

- При U₂ = U_вх = U_д, U₁ = -U_вх= -U_д - равные и противоположные по знаку сигналы

(дифференциальные):

U_вых = A_U^*×2U_вх = 2A_U^* × U_д,

т.е. приращения от входных напряжений складываются.

A_U^* может быть порядка 10⁵-10⁷ и выше. Чаще используют схемы с ООС для снижения коэффициента усиления A_Uос<< A_U^*.

В схеме ОУ с ООС

U_вых(p)e_вх(p) Z₂(p)/Z₁(p).

В основе ОУ и многих схем АИС лежит схема дифференциального усилителя (ДУ):

U_вх ДУ U_вых выходной сигнал в дифференциальной

форме реагирует на разницу входов,

например, сигналов постоянного тока.

Различают инвертирующий и неинвертирующий входы и выходы.

Функцию усиления выполняют также т.н. радиотехнические схемы, в которых на входе и выходе обычно синусоидальные сигналы.

Дата добавления: 2014-01-04