Marián Štofka
EDN
Во многих приложениях требуются схемы выборки, выход которых инвертирует выбранный входной сигнал. В простейшем случае для этого используется каскад из обычного неинвертирующего усилителя выборки-хранения и инвертирующего усилителя. Классический инвертирующий усилитель представляет собой операционный усилитель (ОУ) с обратной связью, образованной двумя резисторами. Сопротивления этих резисторов, обычно одинаковые, должны быть достаточно большими, чтобы не увеличивать общие потери энергии, равные
то есть, пропорциональные квадрату выходного напряжения. В то же время, значения их сопротивлений должны быть насколько возможно низкими, чтобы не ограничивать полосу пропускания ОУ.
Любая паразитная емкость (обозначенная C2 в приведенном ниже выражении), параллельная резистору обратной связи R2, образует полюс передаточной функции инвертора. Этот полюс приводит к дополнительному спаду амплитудно-частотной характеристики инвертирующего усилителя, частотой среза которой будет равна
Чтобы сохранить максимально широкую полосу пропускания, эта частота должна быть больше частоты единичного усиления ОУ, то есть, частоты, на которой коэффициент передачи ОУ без обратной связи падает до единицы.
Выпускаемые Analog Devices сдвоенные ОУ AD8592 с функцией останова позволяют использовать другой подход. Изображенная на Рисунке 1 инвертирующая схема выборки-хранения не содержит ни одного резистора. В результате в режиме хранения никакие внешние пассивные устройства схемы не рассеивают дополнительную мощность. Все ОУ работают как повторители напряжения. В режиме хранения разрешена работа повторителей B1 и A2, поэтому вывод B конденсатора C1, подключенный к выводу 1 микросхемы IC2, заземлен через выход A2, и входное напряжение VIN отслеживается на выводе A конденсатора C1, подключенного к выходу 9 микросхемы IC1. По команде выборки уровень сигнала Q становится высоким, и в это же время вывод A конденсатора C1 заземляется через выход повторителя A1. В результате на входе повторителя B2 появляется отрицательное напряжение –VS, которое, в свою очередь, в начале команды выборки заряжает конденсатор C2 до напряжения –VS. Повторитель напряжения A3 выполняет функцию преобразователя импеданса.
 |
||
| Рисунок 1. | Этот усилитель выборки-хранения с коммутируемыми каскадами инвертирует входной сигнал. |
|
Величина тока утечки на выходе повторителя напряжения в справочных данных на AD8592 в явном виде не указана, но ее можно оценить значением ниже 10 пА. Емкости конденсаторов C1 и C2 могут быть очень небольшими. Кроме того, дополнительный вклад в высокую скорость заряда конденсаторов C1 и C2 вносят большие выходные токи ОУ, равные 250 мА.
 |
||
| Рисунок 2. | Формируемый внешней логической схемой сигнал управления Q разделяется на два квазикомплементарных сигнала, обеспечивающих правильную последовательность включения каскадов усилителя выборки-хранения. |
|
Повторитель напряжения B3 выполняет функцию линии задержки, которая вместе с одним логическим элементом «И» и одним «ИЛИ-НЕ» формирует два логических управляющих сигнала (Рисунок 2). Оба из этих сигналов – QS и QD/ – сохраняют неактивный уровень в течение достаточно долгого времени, прежде чем перейти в активное состояние с высоким уровнем, чтобы сформировать необходимую последовательность управления каскадами схемы. При высоком уровне сигнала QD/ входное напряжение отслеживается конденсатором C1, а по заднему фронту QD/ происходит выборка последнего значения этого сигнала. В момент перехода QS из низкого состояния в высокое происходит выборка сигнала, и на выходе конденсатора C2 и, соответственно, на выходе схемы, появляется отрицательное напряжение.
Купить AD8592 на РадиоЛоцман.Цены
