Космонавтика  Конструирование интегральных микросхем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 [ 148 ] 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165


Рис. 5.151. Микросхема КРИОВПГП

а - преобразователь напряженне-частота: б - преобразователь частота-напряженне

Выводы: 1, 13 - вход/вы.ход напряжения; 4 ~ минус ид, 5 - коррекция; 10 -вход частоты; 7 - вы.ход преобразователя напряжение/частота; 11, 14 - общий; 12 -плюс U

раметров: напряжение питания Uiini,2=±10...± 19 В; выходной ток частотного выхода не более 8 мА; амплитуду выходного напряжения до Uiin.

5.6.3. Устройства выборки и хранения аналоговых сигналов

При обработке аналоговых сигналов, изменяющихся с частотой, соизмеримой или большей, чем скорость работы АЦП, из аналогового сигнала приходится делать выборки. Для этого некоторое значение сигнала в определенные моменты запоминается на время, необходимое для того, чтобы АЦП преобразовал его в двоичный код. Эту функцию выполняют устройства выборки и хранения аналогового сигнала (УВХ) - аналоговые ЗУ. На рис. 5.152 приведена функциональная схема системы сбора данных (ССД). По командам МП 4 схема управления коммутатора 2 последовательно подключает датчики аналоговых сигналов к входу УВХ 3, которое запоминает напряжение данного датчика на время преобразования АЦП. Последовательность подключения каналов определяется программой работы адресного счетчика.

Схемы УВХ состоят из интегратора с высокоомной нагрузкой и малыми токами утечки н ключевых схем и могут быть построены с помощью нескольких инструментальных ОУ. Микросхема КР1100СК2 содержит два ОУ с высоким входным сопротивлением (более 10 мОм), ключевую схему управления, обеспечивающую токовое управление ключами. Для завершения схемы УВХ (рис. 5.153) к микросхеме КР1100СК2 необходимо подключить высококачественный конденсатор Схр с номиналом 20... 1000 пФ, определяемым временем хранения выбранного напряжения. Основные электрические характеристики УВХ, построенного на микросхеме КР1100СК2, приведены в табл. 5.30. На рис. 5.154 дана структурная схема УВХ типа



ю

Рис. 5.152. Схема системы сбора данных:

1-коммутатор; 2 -счетчик адреса; 3 - схема выборки/хранения; 4 - микропроцессор; 5- АЦП; 6 -аналоговые входы; 7 -адрес канала коммутатора; 8 - управляющие импульсы; 9 - сигнал запроса; 10 -выходной цифровой код

+12 в


Рис. 5.153. Устройство выборки/храиения: о - структурная схема; 6 -схема включения

Рис. 5.154. Устройство выборкн/хранония КРПООСКЗ:

а - операционный усилитель; б - ключ.

Выводы: 1 -общий; 2, 14 ~ управляющие входы; 3, 13 - информационные входы; 4, 12 - выходы ключа



Параметр

KPIUK СК2

КРПООСКЗ

Время выборки txp, мкс

.10*

Апертурная задержка, ta зд, не

100.

.250*

Коэффициент усиления Куи

15-103

Напряжение источников питания, В

±15

Напряжение управления, В;

в режиме выборки

2,4..

2,4...7

в режиме хранения

<

<1,5

Скорость изменения выходного на-

0,2..

пряжения в режиме хранения. В/с

Время установления tyct, мкс

0,4..

.0,8*

Ток потребления 1пот, мА

4,5..

.6,5

Напряжение смещения Ucm, мВ

Входное напряжение, В

<

<10

КРПООСКЗ с напряжением смещения 2 мВ, состоящая из ОУ и схемы ключа.

5.7. Аналсгсвые ключи н ксммутатсры

В устройствах электроники, автоматики и вычислительной техники для осуществления управляемой передачи аналоговой инфор.ма-ции от датчиков к исполнительным механизмам широко используется аналоговый ключ. Основными параметрами ключа являются: коммутируемый ток Ikom - ток, протекающий по открытому каналу ключа; коммутируемое напряжение Ukom - максимально допустимое наиряжение, прик.тадывае.мое .между входо.м и выходо.м аналогового ключа; сонротивленпе ключа в открытом состоянии Rotk; время переключения ключа 1и;л; уровни напряжений по управляющему входу (обычно управление осуществляется от цифровых логических устройств). Условное обозначение ключа и пример его физической реализации приведены на рис. 5.155. Как правило, схемы ключей реализуются на МОП-транзисторах, потребляющих мало энергии. Обычно в одном корпусе микросхемы содержатся несколько ключей и схемы управления ими. На рис. 5.156 - 5.161 приведены микросхемы серии КР590. В составе серии К.Р590 имеется шесть микросхем, содержащих управляемые ключи. Микросхемы КР590КН2, КР590КН5 и КР590КН10 (рис. 5.156) содержат четырехканальные ключи со схемой управления каждым каналом, в скобках приведена нумерация выводов для микросхемы КР590КН5. Для управления каналами на управляющие входы подаются напряжения изх>5 В и Ujjx<0,8 В. Микросхемы КР590КН2 и КР590КН10 имеют нормально разомкнутые ключи (т.е. включение происходит при Ubx<5 В), а КР590КН5 - нормально замкнутые. Микросхема КР590КН4 (рис. 5.157) содержит



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 [ 148 ] 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165