Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 173

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

нием Ял, характеризующим средний наклон вольтамперной характеристики (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Примерная статическая характе­ ристика импульсных полупроводниковых диодов

При воздействии

низкого потенциала £ 2

диод открыт,

так как всегда Е2<Е0.

При этом выходное

напряжение

U2 будет низким:

 

 

U o =

^

е . + -«*+3r_

Е о =

 

R0+RA-'rRv

 

 

Rn\-Ra'rRr

 

=

Е°-

I

 

£°

.

(2.32)

, j _

+

Rv '

,

R'o

 

 

R0

1

" г

«д +

Rr

 

Если R'Q ^>RR+Rr,

что обычно имеет место, то

U2~E2.

Таким образом, во

всех

случаях,

когда

UBX<ib'0

, выход­

ной сигнал диодного ключа равен

входному.

 

При воздействии на вход схемы сигнала, запирающе­ го диод, через диод протекает обратный ток /0бр, который в основном определяется тепловым током /до, обуслов­ ленным тепловой генерацией носителей, и током утечки /у . Ток утечки зависит от величины обратного напряже­ ния и практически не зависит от температуры, а тепло­ вой ток зависит от температуры 1°С окружающей среды. Приближенно можно считать, что /д 0 удваивается при

4t>

повышении температуры на каждые 10°С, т. е. 1я0(ГС)

«

« / д о 0 о ° С ) 2

10

. Например, если при нормальной темпе

ратуре

(/о=20°С)

тепловой ток германиевого диода

/ д о =

=•10

мкА, то

при i/=i60°C

он 'будет

/д 0 =Ф0-2'> = 160

мкА.

Для германиевых диодов при малых обратных напря­

жениях ток 1У незначителен и

 

 

 

 

 

 

можно

считать

/О бр~/до-

Для

 

 

 

1Д0

 

 

кремниевых

диодов

обычно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/до</у

и тогда /обр«/у.

 

о-

 

 

 

 

 

Если

на

 

вход схемы

рис.

Е,

 

R 0 l

 

 

2.46

поступает

сигнал

высоко-

<?

 

 

1

го уровня Е\, запирающий ди-

|

 

 

 

 

од, то в зависимости от его

~°"

 

 

 

соотношения

 

с

потенциалом

 

 

 

 

 

 

Е'0

возможны

 

два

режима:

 

 

 

 

 

 

а)

Е\У-Е'й.

 

В ЭТОМ

случае в

Рьс-

2.6.

Эквивалентная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

схема

диодно-резнстивного

схемой

рис. 2.6

получим:

 

ключа

при

обратно смещен­

 

ном

диоде

 

 

 

 

 

 

 

и,

 

L

3°62.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ ^ОбР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

~R'0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

/?'

<С'/?обР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.33)

Из выражения (2.33) видно, что высокий уровень Ui

зависит

от температуры окружающей

среды: чем выше

температура,

тем

больше

Ut.

Если

выбрать

<R '0

так,

чтобы

R'0

/домакоС^о , где

/до макс — значение

теплового

тока при максимальной возможной температуре работы

ключа, то Ui^iE'0;

s

б) Ei = E'Q . В этом случае ток

диода равен нулю и

Режим работы ключа выбирается в зависимости от конкретных условий работы схемы.

Важным параметром диодного ключа является его быстродействие, характеризуемое временем, в течение ко­ торого при подаче на ключ управляющего сигнала уста­ навливается необходимый режим. Параметры современ­ ных импульсных диодов таковы, что время перехода соб-

47

ственно диода из одного состояния в другое не превыша­ ет десятых долен микросекунды. Поэтому этим временем можно пренебречь и быстродействие диодного ключа бу­

дет определяться

такими

его

параметрами, как

эквива­

лентное сопротивление утечки JR'Q и суммарная

 

емкость

С0 , шунтирующая выход диода

(С0

определяется

в основ­

ном емкостью нагрузки Си -н емкостью монтажа

С м ) . Тог­

да длительность

фронта

выходного сигнала

при

подаче

па вход уровня Е\~>Е'0

определяется

выражением t'^ »

£z3CoR'Q,

а при подаче

на

вход уровня

Е2—

выражени­

ем /фЯаЗСсЛд.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М н о г о в х о д о в ы е

 

 

д и о д н о-р е з и с т и в н ы е

к л ю ч и.

Схема

диодного

ключа

.с

N

входами

.приве­

дена на

рис. 2.7.

Будем

считать,

что

,в

этой

схеме так

же, как и в одновходовом ключе, входные сигналы <?,•

имеют один из двух уровней

—

низкий Е2

 

или

'высокий

Ei, причем Е[~>Е2 и Ё2-<Е'0

(см. рис.

2Ав).

 

 

 

 

При подаче на входы схемы многовходового диодно-

рез'истпвного ключа (рис.

2.7)

сигналов

 

только

двух

 

 

 

 

уровней

(Е]

и

£2)

 

 

 

 

она

превращается в

 

 

 

 

схему

совпадения

И,

 

Л,

 

 

реализующую

опе­

 

 

 

 

рацию

 

логического

 

- м -

 

 

умножения

N

вход-

 

 

 

пых сигналов.

Дей­

 

 

 

 

ствительно,

если

на

 

— м -

 

 

все

входы

поданы

 

 

 

высокие

потенциалы

Рис. 2.7. Схема многовходового днодно-

Ei

(единица),

то

по­

тенциал

на

выходе

резистнвного ключа

 

 

 

 

 

 

UBUX=iUi

будет

вы­

соким

(единица). При подаче хотя

бы

на

один вход,

на­

пример

<?ь низкого потенциала

Е2

(нуль)

диод

Д\ будет

открыт, напряжение на нем будет пренебрежимо мало и

потенциал uBhlx=\U2

на выходе

будет низким (диоды Д2,

Дг, ...,

Дк будут

смещены

в

обратном

направлении).

Низкий

потенциал

на выходе

(0) будет во

всех случаях,

когда низкие потенциалы поданы на один и более вхо­ дов вплоть до всех N.

Из сказанного следует, что рассматриваемая схема может выполнять операцию логического умножения для N положительных сигналов (высокого уровня), т. е. яв-

ляется схемой И. С помощью этой схемы реализуется также операция логического сложения для N сигналов низкого уровня, т. е. она является схемой ИЛИ . При из­ менении полярности включения диодов и полярности Е'0 та же схема будет схемой И для отрицательных сигналов (высокого уровня) и схемой ИЛИ для сигналов низкого уровня. Это свойство обратимости схем И (ИЛИ) являет­ ся общим и не зависит от того, на каких элементах дан­ ная схема реализована.

Быстродействие схемы рис. 2.7 определяется длитель­ ностью переходных процессов при переключении диодов, обусловленных инерционностью диодов и паразитными емкостями монтажа и нагрузки.

Многовходовый диодпо-резистивный ключ, выполняю­ щий функции схем И, может управляться как входными сигналами, не имеющими заранее заданных ограничений по длительности, так и сигналами определенной длины. В последнем случае с целью уменьшения требований к быстродействию схемы необходимо обеспечить лучшее совпадение входных сигналов по длительности.

Использование диодных ключей для построения раз­ личных переключательных цепей часто сводится к после­ довательному соединению ключевых схем типов И, ИЛИ .

Примером этого является схема (рис. 2.8),

реализующая

-л,

—Е,

J

V

А,

t/=x,xr*x,x3+*tx3

Рис. 2.8. Схема переключающего устройства

переключательную функцию (2.26). Последней ступенью

на рис. 2.8 является схема ИЛИ положительных

сигна­

лов. На выходе этой схемы высокий

уровень (положи­

тельный перепад) напряжения U\^E'U

—Е"^ будет в том

случае, когда хотя бы на один ее вход

(в общем

случае

N) подан сигнал Е'^ ; низкий уровень U2 = E2—Е"й

напря-

4 9

Смотрите также файлы