ВИСОКОЛІНІЙНІ БУФЕРИ Й МАСШТАБАТОРИ НАПРУГИ НА БІПОЛЯРНИХ ТРАНЗИСТОРАХ ІЗ НИЗЬКИМ ВХІДНИМ СТРУМОМ

Анотація

Буферні пристрої і масштабатори напруги широко застосовуються в різноманітних аналого-цифрових системах, коли потрібно узгодити сигнал у вигляді напруги від малопотужного давача з навантаженням, яке споживає істотно більшу потужність. При цьому буфер напруги характеризується коефіцієнтом передачі напруги близьким до одиниці, а також повинен мати високий вхідний опір і достатну навантажувальну здатність. Масштабатори напруги на відміну від буферів напруги повинені додатково забезпечувати потрібний коефіцієнт передачі підсилення, який може бути істотно більшим за одиницю. Розглянуто схемотехнічні особливості трьох варіантів побудови ядер буферів напруги і масштабаторів напруги. Доведено, що вхідний струм зсуву нуля доцільно зменшувати шляхом застосуванням у вхідних каскадах підсилювальних n-p-n і p-n-p транзисторів, а також складених транзисторів Шиклаї. Статичні і динамічні характеристики буферів напруг і масштабаторів напруги повинні відповідати системним вимогам пристрою. До статичних характеристик треба віднести у першу чергу похибки передатної характеристики масштабу, зсуву нуля та лінійності. Динаміка цих пристроїв визначається АЧХ та перехідною характеристикою. Проаналізовано статичні і динамічні характеристики шляхом комп'ютерного моделювання де показано, що похибки масштабу буферів напруг і масштабаторів напруги не перевищують значень 10 мкВ у діапазоні відповідного сигналу ±5 В, а похибки лінійності 300 нВ. Отримано перехідну характеристику яка свідчить, що швидкість наростання вихідної напруги буде не гірше 2000 В/мкс. Здійснено порівняння метрологічних характеристик буферів напруги і масштабаторів напруги у вигляді сукупності ядер і вихідних двотактних підсилювачів постійного струму. Доведено, що застосування цих підсилювачів дозволяє істотно (на 3-4 порядки) покращити навантажувальну здатність схем при збереженні рівня вхідного струму зсуву нуля, а також похибок масштабу і лінійності