Схема двухтактного УВХ.

Назначение элементов:

К1 − ключ, замыкается в режиме выборки информации и размыкается в режиме хранения; выполняется на основе ПТ.

VD1 − двуханодный (симметричный) стабилитрон, ограничивает уровень выходного напряжения DA1 и ускоряет переходный процесс в схеме УВХ.

Остальные элементы − аналогично предыдущей схеме.

Рассмотрим принцип действия на примере устройства для регистрации амплитуды входного сигнала:

На вход управления выборкой подаются короткие импульсы U_в в моменты, соответствующие амплитудным значениям U_вх для положительной полуволны. Эти импульсы можно получить с помощью дифференцирующего устройства, нуль − органа и ждущего мультивибратора, запускаемого по фронту импульсов нуль − органа. При поступлении импульсов U_в К1 замыкается и С1 быстро заряжается до амплитудного значения U_вх. Затем, К1 размыкается и на входе схемы сохраняется значение амплитуды входного сигнала до следующего импульса выборки. Длительность импульса выборки t_в необходимо повышать для повышения точности в режиме выборки. В результате, на выходе УВХ отражаются все изменения амплитуды входного сигнала в виде ступенчатой функции с интервалом дискретизации, равным периоду входного сигнала.

Для уменьшения времени заряда ёмкость С1 необходимо уменьшать.

В режиме хранения ёмкость С1 необходимо увеличивать.

Разряд С1 осуществляется по цепям:

1) r_вых.ОУ + r_{разомк.К1} ≈ r_раз ≈ 5 МОм;

2) r_{вх. с.ф.ОУ} ≈ 200 МОм;

3) через себя r_{утечкиС1} ≈ 1000 МОм;

τ_разр ≈ r_разрС1

Общая ООС через R1 увеличивает быстродействие и точность УВХ. U_ст.VD1 выбирается из условия U_ст < U_{ОУ max}.

Параметры типового УВХ на ИС КР1100СК2:

время выборки: t_в = 10мкс (при С1 = 1000 пФ);

скорость спада выходного напряжения: V = 5 мВ/мс (при С1 = 1000 пФ).

При выборе ёмкости С1 для обработки периодического сигнала целесообразно выполнить следующие условия: τ_разр ≥ 20Т, Т − период входного сигнала. Если входной сигнал имеет постоянную амплитуду, то данная схема используется как идеальный сглаживающий фильтр. Такой фильтр целесообразно применять при инфрачастотах (< 10 Гц).

Активные фильтры

АФ применяются в преобразовательных устройствах, когда требуется выделить полезный сигнал, или подавить сигнал помехи. Кроме того, АФ могут использоваться при синтезе корректирующих звеньев САР. По сравнению с пассивными RC − фильтрами, применение ОУ в АФ обеспечивает усиление сигнала, необходимое согласование фильтра с источником сигнала и нагрузкой, а так же, повышение точности и стабильности параметров фильтра.

Использование АФ наиболее эффективно на низких частотах (1 − 1000 Гц). При этом исключаются катушки индуктивности и уменьшаются габариты и стоимость фильтра.

Основное применение находят четыре разновидности активных фильтров: ФНЧ − фильтр низших частот; ФВЧ − фильтр высших частот;

ПФ − полосовой фильтр; РФ − режекторный фильтр (заградительный).