И (6.17), Постоянный параметр К также можно настроить, н погрешность его задания означает ошибку в установке коэффициента усиления цепи на постоянном токе.

Измерить параметры шНенсаторов {включая потери)

Из уравнений и,епи вычислить значения резисторов

Подогнать значения резисторов

Измерить характеристику и сравнить ее с номинальной

6.4. Детерминистическая настройка

Для заданной цепи методика детерминистической настройки описывается представленным на рис. 6.8 алгоритмом. Поэтому для приведенной на рис. 6.9 цепи нижних частот второго порядка, передаточная функция которой описывается соответственно уравнением (6.18), далее установим следующее ):

а. Выведем зависимости трех характеристик параметров цепи, а имецно К, Юр и qp от ее элементов, т. е.

К==!к (Р. 1. -2, Сз, С4),

f(Op{Ri> R2 Ri С3, С4), gp-=Ui?>,Ri R2 Ri, Сз, C4).

б. Измерим номиналы конденсаторов Сз, С4 и коэффициент усиления ОУ с замкнутой петлей обратной связи р.

в. Вычислим следующие значения резисторов как функции величин, которые были или рассчитаны, или измерены, т. е. /?i = /RX

Х(, сОр, qp, Сз, С4, Р), /?2= = /л, (К, «р, qp, Сз, С4, р), Rifn.iK, сОр, qp, Сз, С4, р).

г. Подгоним номиналы резисторов R], R2 я R4 к вычисленным в п. «в» значениям.

При использовании этих четырех этапов, которые являются типичными для детерминистической процедуры настройки, необходимо помнить следующее:

Останов

Исходя из измерений, пересчитать значения резисторов

Подогнать номиналы резисторов к новым значениям

Рис. 6.8. Последовательность детерминистической настройки.

1. Полученные на этапе п. «а» уравнения представляют собой те же самые расчетные уравнения, которые были даны в гл. 5 для каждой отдельной схемы. Процессу настройки предшествует этап составления расчетных уравнений, которые и определяют номинальное значение каждого элемента, включая и коэффициент усиления р. Следовательно, конструктивное или номинальное значение каждого элемента уже известно до начала процесса настройки.

2. Сформированные на этапе п. «в» уравнения представляют собой уравнения настройки, а не расчетные уравнения. Кроме того что они содержат проектные параметры (например, К, ар,

Рис. 6.9. Цепь нижних частот второго порядка.

qp), в них включены также и измеренные величины (например, Сз, С4 и р). Хотя для изображенного на рис. 6.9 примера и известно номинальное значение коэффициента усиления р, его действительное значение, которое получено после изготовления, определяется на этапе п. «в» с помощью номиналов резисторов 6 и Rt. Следует отметить, что с этих позиций сам усилитель предполагается идеальным.

3. Приведенные на рис. 6.5 и 6.9 схемы предназначены скорее для среднедобротных применений, чем для низкодобротных, учитывая тот факт, что для параметра qp заданы жесткие допуски. Следовательно, коэффициент усиления ОУ с замкнутой петлей обратной связи р уже не является единичным, а несколько больше (например, между единицей и двойкой) с тем, чтобы имелась возможность провести окончательную, не воздействующую на частоту полюса Мр функциональную коррекцию. Введение в схему дополнительного резистора (например, Rj на рис. 6.9) несомненно незначительная цена за возможность проведения окончательного доводочного этапа настройки. Резистор, включенный между выходным и инвертирующим входным контактами (например, резистор Rn на рис. 6.9), необходим в любом случае, а именно для того, чтобы сбалансировать смещение ОУ по постоянному току. Ухудшение стабильности коэффициента усиления, вызванное превышением его значения над единицей, не принимается в расчет, в особенности для гибридно-пле-

ночного исполнения фильтров благодаря очень согласованному изменению сопротивлений, достижимому для тонко- или толсто-пленочных резисторов. Здесь подразумевается комбинация из детерминистической и функциональной настроек, которая будет рассмотрена дальше в разд. 6.6.

4. Измерение номиналов конденсаторов (т. е. Сз и С4, как указано выше на этапе п. «б») должно предпочтительно выполняться после того, как сами конденсаторы уже установлены на подложку. (Очевидно, что в слу- -чае тонкопленочных конденсато-ров нет другого выбора.) Это позволяет при проведении изме- gg рения учесть паразитные емкости и отклонения номиналов элементов уже собранной схемы. Хотя и существуют методы точного измерения значений отдельных конденсаторов, когда они подключаются к отдельной измери- р е.Ю. Частотно-зависимый тельной цепи), более предпо- коэффициент усиления операцион-чтительный способ преодоления ного усилителя, этой проблемы состоит в том,

чтобы к краям подложки подсоединить дополнительный конденсатор. Это позволяет точно измерять или отдельные конденсаторы, или комбинации из параллельных или последовательных пар, что требуется для последующих вычислений.

Для обеспечения одиопроходовой процедуры настройки паразитные эффекты, вызванные неидеальностью элементов схемы, необходимо, как правило, учитывать в полученных на этапе п. «в» уравнениях настройки. Однако это значительно усложняет необходимые вычисления. Главные паразитные эффекты, с которыми необходимо вести борьбу, следующие:

1. Неидеальность характеристик активных приборов (например, частотная зависимость коэффициента усиления операционных усилителей). Из рис. 6.10 следует, что вместо того, чтобы в наших уравнениях использовать постоянный коэффициент уси-

ления ро, теперь необходимо подставлять р (s), следовательно, PoP(s)-0g/(s + 0„). (6.20)

2, Потери в конденсаторах и их частотная зависимость. Например, тонкопленочные конденсаторы обладают как потерями, так и частотной зависимостью. Если .же потери конденсатора составляют tg6;, тогда вместо Ci необходимо подставить его