Базисные структуры электронных схем (стр. 3 из 7)
Масштабирование напряжения (изменение напряжения на входе решающего блока через аен, так же как и масштабирование тока (изменение зарядного или выходного тока через ае1) может осуществляться в конкретных случаях либо резистивными делителями, либо усилителями напряжения (тока). Первый путь реализации можно назвать «пассивная косвенная перестройка», а второй – «активная косвенная перестройка». Можно указать еще один (комбинированный) способ управления параметрами, существо которого заключается в одновременном изменении не только хн (хI), но и проводимости Yc.
Наиболее простой, но не гарантирующий получения оптимального решения способ проектирования обсуждаемых устройств опирается на замену решающих усилителей в структурах с фиксированными параметрами на аналогичные блоки с перестраиваемыми параметрами [6]. Для выяснения степени равноценности замены необходимо рассмотреть решающие усилители с преобразователями напряжение-ток обобщенной структуры. Настоящие преобразователи могут использоваться как в цепи прямой передачи (рис. 15а), так и в контуре обратной связи ОУ (рис.15б). Конкретный способ включения ИТУНа и тип проводимости Y0 зависят от характера выполняемой операции и в общем случае определяются структурой перестраиваемой схемы.
а)
б)
Рис. 15. Решающие усилители с преобразователями напряжение-ток в цепи прямой передачи (а) и контуре обратной связи (б) ОУ
Передаточные функции для схемы рис. 15а
(16)и для схемы рис. 15б
(17)показывают, что, наряду с крутизной короткого замыкания (Sk), определяющей совместно с Y0 математическую операцию Sk/Y0 илиY0/Sk, важнейшим параметром управителей является коэффициент их передачи на холостом ходу (Kx), характеризующий степень влияния коэффициента передачи (
) и площади усиления (П)ОУ на качественные показатели проектируемого устройства.Показатели качества цепи, определяющие ее частотный и динамический диапазон, для исследуемых схем имеют следующий вид:
(18) 
(19)и существенно зависят от значения Kx, поэтому сопоставление различных управителей должно сопровождаться анализом Kxmin.
4. Цифроуправляемые резисторы параллельной структуры
Результаты анализа решающих блоков показывают, что минимальное влияние неидеальностей активных элементов обеспечивается применением обычного набора переключаемых резисторов, обеспечивающих прямую перестройку (рис. 16).
Рис. 16. Набор переключаемых проводимостей
Рис. 17. Эквивалентная схема пассивного трехполюсника
Действительно,
(20) 
(21)Однако при большом диапазоне перестройки ( 
) необходимы резисторы, номиналы которых существенно отличаются друг от друга. Последнее требование в практическом отношении часто реализовать затруднительно, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, диапазон переключаемых проводимостей ограничивается конечными значениями сопротивления электронных ключей как в открытом, так и в закрытом состояниях. Во-вторых, технологически сложно реализовать в микроэлектронном исполнении разрядные проводимости с широким диапазоном номиналов. В этой связи представляется целесообразным поиск схемных решений, направленный на устранение настоящих недостатков.
На рис. 17 представлена эквивалентная схема пассивного трехполюсника, где число параллельно соединенных Т-образных групп (Y1,Y2,Y3) может быть произвольным. Крутизна преобразования при коротком замыкании на выходе определяется выражением, из которого следует, что все проводимости Y1 или Y2 зависят от соотношения сопротивлений оставшихся ветвей. Отмеченное позволяет выделить два основных принципа реализации управляющих четырехполюсников с цифроуправляемыми проводимостями (табл. 1).
Таблица 1
Принципы реализации ЦУП
| № | Принципиальная схема управляющего четырехполюсника | Основные параметры |
| 1 |  |  |
| 2 |  |  |
Первый принцип предусматривает преобразование входного напряжения посредством Y1 и Y3,аЦУП включаются в ветви Y0 и Y2. В рамках второго принципа происходит масштабирование тока на Y2 и Y3, а ЦУП используется вместо Y0 и Y1[6].
В приведенных в табл. 1 соотношениях для крутизны короткого замыкания и коэффициента холостого хода 
i и
j определяют состояния соответствующих ключей и принимают значения 0 и 1, а k1и k2 – вес отдельных групп ЦУП, моделирующих Y0,Y2 и Y0,Y1. В общем случае в рамках рассмотренных принципов целенаправленному изменению могут подвергаться весовые коэффициенты k1 и k2, устанавливающие, например, поддиапазон перестройки. При этом целесообразно применить ЦУП в ветви Y3, т.к. появляется возможность использовать «заземленные» ключи. Если усиленные неравенства не выполняются, то остаточные члены для k1 и k2: