на входе интегрирующего усилителя: до входного резистора i? (рис. 4.8, е)

и после него (рис. 4.8, б).

В первом варианте схемы управляющие импульсы должны иметь амплитуду, большую (или равную) максимального значения входного напряжения (т.е. напряжения шкалы АВМ). Для АВМ со шкалой 100 В получение управляющих импульсов такой амплитуды с малым фронтом (несколько микросекунд) сложно. Однако в схемах управления АВМ умеренного быстродействия такая схема более предпочтительна, так как она проще и менее чувствительна к различным дестабилизирующим факторам. В качестве ключевой схемы в данном случае целесообразно использовать диодный мост (рис. 4.7, 5}, в выходные плечи которого включено по два диода и резистор, уменьшающие утечки и паразитные емкости ключа. Диоды Д/, Д2, связанные со входом ОУ, в разомкнутом состоянии такого ключа (даже при больших управляющих сигналах) работают практически при нулевом обратном напряжении.

O-ffM

Рис. 4.3. Два варианта включения электронного ключа во входной пени интегрирующего усилителя.

Рис. 4.9. Мостовой ключ в схеме решающего усилителя.

Во втором варианте схемы включения выход ключа подсоединяется к входу ОУ в точке с нулевым потенциалом, поэтому для управления такими ключами можно использовать типовые низковольтные логические схемы, обеспечивающие образование управляющих импульсов с крутыми фронтами. Однако ключ при этом оказывается более чувствителен к небалансу источников смещения и к несимметрии моста. Отношение величины смещения выходного напряжения масштабного усилителя (рис. 4.9) к небалансу источников смещения в замкнутом состоянии ключа

см /а

где - прямое сопротивление диода.

Если же ключ ставится лителя, то

перед входным резистором интегрирующего уси-

см Л

Rn + 2/?с

т. е.

см/1

см /г

Поэтому ДЛЯ второго варианта включения (рис. 4.8, б) в ключевой схеме целесообразно использовать изолированный источник смещения, например, в виде генератора с изолированным трансформаторным выходом (рис. 4.10, а) или миниатюрного аккумулятора (рис. 4.10, б), подзаряжаемого от источника управляющих сигналов в разомкнутом состоянии ключа [19]. Подобную ключевую схему целесообразно использовать в быстродействующих схемах управления АВМ.

Схема диодного ключа, совмещающая достоинства двух рассмотренных вариантов включения 112], показана на рис. 4.11. Два входных резистора, включенных в схему диодного моста, позволяют использовать для управления ключом неизолированный и нестабилизированный источник смещения и управляющие сигналы с малой амплитудой. Линеаризация коэффициента

-6...0В

Рис. 4.10. Схемы изолированных источников смещения для

электронных ключевых схем.

передачи ключа (статическая погрещкость лежит в пределах 0,05-0,1%) достигается за счет противоположного изменения вольт-амперных характеристик проходных (Д и компенсирующих (Д диодов.

Специфическая погрещность Дм, возникающая при работе диодного мостового ключа, обусловливается неодновременностью переключения каждой из половин моста вследствие несимметричности фронтов импульсов управления. Эта погрещность может быть значительно уменьщена за счет сокращения длительности фронтов управляющих импульсов, построения симметричной схемы управления, применения диодов с быстрым восстанов- UgnprZ.SB лением и малыми паразитными емкостями. В двух последних случаях значительно снижаются импульсные помехи при переключении, возникающие из-за наличия в схеме не-скомпенсированных паразитных емкостных связей с цепями управления.

Транзисторные ключи по сравнению с другими типами электронных

ключей имеют наименьщее прямое

-сопротивление в замкнутом состояний и требуют значительно меньшего тока управления. SV Для включения транзисторного ключа необходимо, чтобы

Рис. 4.11. Схема линеаризованного двухполярного диодного ключа.

где /g -ток базы; 1 -ток коммутируемого сигнала; Р - коэффициент усиления транзистора по току (Р - нормальное включение или Ру - инверсное вкаючение).

Для отключения транзисторного ключа необходимо, чтобы из схемы управления на базу поступало напряжение, величина которого достаточна для запи1ания как перехода эмиттер - база, так и перехода, коллектор - база. Один из простых вариантов последовательно-параллельного транзисторного ключа для входной цепи интегрирующего усилителя показан на рис. 4.12. Обычно используются сплавные или планарные кремниевые транзисторы в HHBepcHOiSi включении. При таком включении значения тока утечки и остаточного напряжения на порядок меньше, чем при нормальном. Если необходимо получить малое время переключения, используются высокочастотные транзисторы, так как нелинейные емкости переходов и время накопления зарядов в транзисторах, ограничиваюпие скорость их переключения, обратно пропорциональны частоте отсечки

Вых.

Рис. 4.12. Транзисторные ключи в интегрирующем усилителе.

Рис. 4;13. Схемы компенсир ованного транзисторного ключа:

а - с последовательно включенными однотипными транзисторами; б - с транзисторами различных типов проводимости.

В целях компенсации остаточного напряжения в схемах транзисторных ключей обычно используется пара инверсно включенных транзисторов Т1, Т2 с одинаковыми (рис. 4.13, а) или различными (рис. 4.13, б) типами проводимости. К достоинствам второго варианта следует отнести малое прямое сопротивление и сравнительное удобство управления. В компенсированных ключах для управления работой используются стабилизированные или изолированные управляющие импульСы (или источники смешения).

Серийно выпускаются также интегральные ключевые схемы на полупроводниках (одна из таких схем выделена на рис. 4 13, а штриховой линией). Интегральная технолоия позволяет получать ключевые схемы со стабильными характеристиками и с высокой степенью компенсации остаточных параметров транзисторов. Например, интегральная микросхема типа К1КТ011.имеет остаточное напряжение и сопротивление между эмиттерами в открытом состоянии ключа соответственно не более 50-100 мкВ и 120 Ом, ток утечки в закрытом состоянии не более 10-40 нА, максимальное коммутируемое напряжение - 6,3 В, а для интегральной схемы типа К1 КТ241 - 30 В.

При поёледовательном включении транзисторный ключ нередко вносит дополнительную погрешность за счет тока утечки, экспоненциально изменяющегося стемпературой. Поэтому во входной цепи, интегрирующего усилителя используется комбинированная последовательно-параллельная ключевая схема, в которой указанная Погрешность частично устраняется (рис. 4.12). При этом параллельный ключ может управляться без изоляции или балансировки управляющих импульсов.

Полевые транзисторы в настоящее время являются наиболее перспективными аналоговыми ключами- Для них характерны простота управления (они