Spínací a vzorkovací obvody, referenční zdroje

Transkript

1 Spínací a vzorovací obvody, referenční zdroje Analogové spínače Spínače s unipolárními tranzistory Spínače CMOS Analogové multiplexery Vzorovací obvody pětnovazební vzorovací obvody eferenční zdroje napětí se Teplotně ompenzovaný přechod BJT(Bipolar Band Gap) Teplotně ompenzovaný přechod JFET (X FET) Proudové zdroje s neuzemněnou zátěží AMS_8

2 Typy spínačů spínač přepínač 5 maticový přepínač 5 r ON ON = OFF [ ma] r OFF Analogové spínače iodové spínače Ge,,4,6,8 Si Parametry spínačů + - F T z S [exp( / T ) ] T q t t =,8. - J/K Boltzmannova onstanta teplota přechodu v K q =, C náboj eletronu T ln 5 S d d iodový můste A q T r T r T s 4 ON napětí v sepnutém stavu r ON odpor v sepnutém T s doba sepnutí OFF proud v rozepnutém stavu T z doba zotavení r OFF odpor v rozepnutém stavu T r doba rozepnutí iodový můste s Schotty diodami AMS_8 r ON = W, OFF = na, Ts = ps 6 B

3 Spínače s unipolárními tranzistory Výstupní char. N JFET [ma] SP GS = 8 -,5V SP P Převodní char. N JFET GS P prahové napětí [ma] 8 r S r S GS P p r S P S při GS 6 4 P V -,5V S GS -4 P JFET r [W] MOSFET r [] Spínač N JFET Spínač N MOSFET TTL 47 M A T T 47 z -5V TTL 47-5V T M A T 47 z -V typ GS ONJ W ON ma OFF na T s ns AG49 5,, AF46 5,5, AG4 4 5,5, +5V +5V AMS_8

4 Spínače CMOS s N + T,8,6 r d [W] r P r N P,4 T, r P r N 4 5 Přednosti: potlačení vlivu změny r ON na u ompenzace nábojového průniu z řídícího do signálového obvodu typ funce r ON (W) ma s na T s ns T r ns 74HCT 46 4 x spínač 5,5 5 74HCT x spínač HCT 45 4 x přepínač AG 4 x spínač 9 5 AG 4 x spínač AG 4 x spínač 5,5 5 AMS_8 4

5 Analogové multiplexery MLTPLEXE C průni F log db MLTPLEXE C S přeslech CT log db S C C S S C C Jednopólový multiplexer voupólový multiplexer Třípólový multiplexer S M OT S H M OT S H M OT S LO S LO C C G G C S G G S S H S H S LO S LO C C C S G AMS_8 5

6 Čtyřpólový multiplexer Analogové multiplexery S H H S H H M Oddělené proudové a napěťové svory odporů X S LO LO V Měření malých odporů Odporové snímače teploty (Ptxx) S LO LO G S H X S H S LO S LO typ technologie počet anál ů O N W ON ma OFF na T s s F db MX8 BFET x 8, 6 7 MX6 BFET x 6 8, MX4 BFET x 4 4, MX8 BFET x 8 8, HCT45 CMOS x 8 5,, 5 4 HCT45 CMOS x 4 65,, 5 4 HCT467 CMOS x 6 55,, 5 4 HCT497 CMOS x 8 55,, 5 4 CT db AMS_8 6

7 Vzorovací obvody Principielní zapojení Vzorovací obvod s diodovým můstem + B u S u N + T C H G 4 C H T S/H S/H B + B u(t) vstupní signál T a u s průni u i výstupní signál ujíždění n v r r p C C H H nabíjecí časová onstanta vybíjecí časová onstanta velmi rychlé apliace - digitalizace videosignálu T a = ps, T a = ps, T s = ns T a T s t T a doba odběru vzoru (Aperture Time) T a nejistota doby odběru vzoru (Aperture Jitter) S/H sleduje pamatuje t T s sběrná doba (Acqusition Time) F signálový průni (Feedthrough) poles výstupního napětí ve stavu pamatování (roop) AMS_8 7

8 pětnovazební vzorovací obvody Obvod s uzemněným ondenzátorem Obvod s invertujícím integrátorem r p A A A( ) C H W j C A H jc Časová onstanta C H je reduována zesílením A LF98: C H = nf,t a = ns, T a = ns, T s = 4 ns Sériové řazení vzorovacích obvodů H A A r p jc H C H A A jc Paralelní řazení vzorovacích obvodů S S H s s C S + S + S S C C nf F AMS_8 C 8

9 Teplotně ompenzovaná enerova dioda,5 -,5 - a [ - /K] enerův jev Lavinový jev eferenční zdroje napětí se N N a a a a Na N N Na = 8 V, a = /K, diody s =,7 V, a = -. - /K, =, V, a = /K. Termostatovaná : a = -6 /K = ppm/k Parametricý stabilizátor z droj referenčního napětí z P z / / činitel stabilizace SV Y SV činitel potlačení změny napájecího napětí (Supply Voltage ejection atio ) 5 až 6 AMS_8 9

10 Teplotně ompenzovaný přechod BJT(Bipolar Band Gap) + /n S S BE BE BE T ln C C T q e c c 5 C C N C BE ( c c ) T ( N)ln N T T BE T = /q e teplotní napětí, =,8. - J/K Boltzmannova onstanta je absolutní teplota přechodu q e =, C náboj eletronu 4 7 typ d d T ( N) ln N mv / K d d 4 5 C K ( N ) ln N. T BE,5 V 4 referenční prve jmenovité napětí tolerance napětí proudová zatižitelnost teplotní oeficient šum, Hz napájení A58 BJT,5 V,4 % ma ppm/k 8 Vpp 4,5V/,5mA A58 BJT V,5 % ma 5 ppm/ 4 Vpp V/mA A584 BJT,5 V, 5 V,,5 % ma 5 ppm/k 5 Vpp 4,5V/mA 7,5 V, V A588 TK V, % ma,5 ppm/ 6 Vpp V/mA A78 BJT,5 V,4 % ma ppm/k 4 Vpp 4V/mA EF95 BJT 5 V, % ma ppm/k 5 Vpp 5V/45A AMS_8

11 Teplotně ompenzovaný přechod JFET (X FET) p N [ma] -55 o C +5 o C p OT +5 o C GS OT ( p p ) změnou GS / = při = S (,66/ P ) Přednost proti BJT: menší šum, nízá spotřeba typ referenční prve jmenovité napětí tolerance napětí výstupní proud teplotní oeficient šum,-hz napájení A4 JFET,48 V,5 % ma ppm/k,8vpp 5V/5A A44 JFET V,4 % ma ppm/k,5 Vpp,5V/5A A9 JFET 4,96 V,7 % 5 ma ppm/k Vpp 4,5V/A A45 JFET 5 V,4 % ma ppm/k,5 Vpp 7V/5A A JFET V,5 % ma ppm/k Vpp V/ ma AMS_8

12 Proudové zdroje s neuzemněnou zátěží + B z z z z z A z OT max A T T E E Proudové zdroje s uzemněnou zátěží - B 4 z z z 5 z z z 5 4 AMS_8 z z z 4