5.9. Антилогарифмический преобразователь

Антилогарифмирование и логарифмирование являются взаимно обратными функциями. Поэтому очевидно, что в антилогарифмическом усилителе

Рис. 5.23

Рис. 5.24

нелинейный элемент включен на входе ОУ, а в обратной связи установлено активное сопротивление R₁. Схема усилителя приведена на рис. 5.23. Для этой схемы можно записать: U_выx = = –R I₀ anti lgU_вx. При больших значениях U_вx выходное напряжение приближается по уровню к напряжению источника питания ОУ –Е (рис. 5.24) и перестает изменяться; антилогарифмическая зависимость нарушается. Схема, изображенная на рис. 5.23, обеспечивает антилогарифмирование (потенцирование) однополярных сигналов. При необходимости получения логарифмических и антилогарифмических зависимостей повышенной точности применяют схемы с кусочно-линейной аппроксимацией амплитудной характеристики с использованием диодных матриц.

6. Компараторы

Компараторами называют схемы сравнения двух напряжений (раньше слово «компаратор» не применялось, использовался термин «схема сравнения»). Результат сравнения – дискретный: важен сам факт того, что один сигнал больше другого, а насколько больше – несущественно. Чаще всего компараторы создают на базе ОУ – в этом случае легко можно получить передаточную характеристику с практически вертикальным участком (см. рис. 5.3). Для этого надо иметь очень большой коэффициент усиления, равный отношению сопротивления в обратной связи к входному сопротивлению; проще всего разомкнуть обратную связь (R_ос  ). Отсутствие обратной связи характерно практически для всех схем компараторов. Сигналы на выходе компараторов принимают значения ±Е (где Е – напряжения источников питания ОУ).

Различают двухвходовые, одновходовые и регенеративные компараторы. Особое положение занимает нуль-детектор.

6.1. Двухвходовый компаратор

Двухвходовый компаратор предназначен для сравнения двух сигналов одинаковой полярности. Его схема изображена на рис. 6.1. Поясняющий график приведен на рис. 6.2.

Рис. 6.1	Рис. 6.2

Для подачи сигналов используются оба входа ОУ, обратной связи нет. Выходной сигнал принимает значения ±Е, которые меняются скачком. Если сигнал на неинвертирующем входе превосходит сигнал на инвертирующем входе, то выходной сигнал равен +Е, в противном случае –Е.

Сплошная линия на графике рис. 6.2 соответствует идеальному компаратору. Реальные компараторы мгновенно переключиться не могут, в силу ряда причин:

– при переключении компаратора транзисторы в составе ОУ переходят из глубокого насыщения в глубокую отсечку и наоборот, при этом нужно время, чтобы рассосались избыточные носители заряда;

– коэффициент усиления реального ОУ конечен, поэтому ПХ ОУ содержит не вертикальный, а наклонный участок;

– на высоких частотах снижается крутизна S транзисторов в составе ОУ, в результате чего также уменьшается коэффициент усиления ОУ;

– из-за наличия паразитных емкостей импульсные сигналы приобретают фронты.