Операционных устройств

Значения параметров дифференциальных усилителей на биполярных и полевых транзисторах того же порядка, что и у каскадов с ОЭ и ОС соответственно. Основные достоинства дифференциальных усилителей — помехоустойчивость к синфазным помехам и малый дрейф нуля — до 1 — 10 мкВ/°С, что в 20—100 раз меньше дрейфа нуля в небалансных усилителях постоянного тока. По этой причине дифференциальные усилители применяются, в частности, в качестве входных каскадов операционных усилителей постоянного тока.

К числу операционных усилителей относятся суммирующие усилители, позволяющие получать результат сложения ряда токов с вы-

Высокая точность суммирования с помощью таких усилителей достигается максимально возможным повышением коэффициента усиления по току (путем введения положительной обратной связи и применения многокаскадных схем) и использованием глубокой отрицательной обратной связи, охватывающей весь усилитель. Для получения реакции усилителя, на. изменение знака суммы базовой схемой суммирующих операционных усилителей является, как правило, двухтактная схема с выходом постоянного тока.

Некоторые типы операционных усилителей имеют два выхода: один гальванически связанный с входной цепью и используемый для создания обратной связи по выходу усилителя, а другой — не связанный гальванически с входной цепью и используемый для управления последующими элементами системы регулирования. Аналогичным образом выполнены блоки датчиков тока и напряжения, чем обеспечивается потенциальное разделение главных цепей электропривода и цепей управления.

Характеристика операционных усилителей в области верхних

Практически ИНУН реализуют на базе операционных усилителей (ОУ) — интегральных микросхем, широко выпускаемых промышленностью. В схеме, изображенной на 1.6,0, входной сигнал подан на неинвертирующий вход ОУ, помеченный знаком «плюс». Если же использовать инвертирующий вход, то ивых =

Активные цепи часто строят на базе операционных усилителей (ОУ) — микроэлектронных элементов с двумя входами, инвертирующим (1) и неинвертирующим (2). Выходное напряжение ОУ -

Дифференциальный усилитель постоянного тока составляет основу, на которой строится электрическая схема операционных усилителей. Это очень распространенная разновидность ИМС-усилителей, находящая широкое применение в устройствах автоматики, вычислительной техники, радиоаппаратуры.

Первоначально под операционным усилителем подразумевали высококачественный усилитель постоянного тока, применявшийся в аналоговых вычислительных устройствах. Высокое качество дифференциальных усилителей в микроэлектронном исполнении сделало возможной разработку недорогих и обладающих высокими параметрами интегральных операционных усилителей.

ном корпусе. Входное сопротивление этих операционных усилителей не менее 300 кОм. Микросхема устойчиво работает при изменении напряжения источников питания от 5 до 17 В.

Рассмотрим примеры некоторых простейших применений операционных усилителей в аналоговой аппаратуре.

Полагаем, что на вход системы поступают группы данных a,, bt, Ci и по ним вычисляются корни уравнения. Решение может быть получено с помощью операционных устройств, выполняющих операции сложения, вычитания, умножения, возведения в степень, деления и извлечения квадратного корня.

Комбинационные сумматоры. Основной операцией при выполнении арифметических действий в современных цифровых системах является сложение. Поэтому основным блоком операционных устройств обычно является сумматор, который используется также для вычитания, умножения, деления, преобразования чисел в дополнительный код и в ряде других операций.

До сих пор речь шла о построении управляющих устройств процессоров. Теперь рассмотрим условия для широкого использования БИС при построении операционных устройств процессоров. Можно пос/роить операционное устройство с таким набором узлов и такой схемой их соединения, которые обеспечивают решение разнообразных задач. Задача, решаемая таким универсальным операционным устройством определяется тем, какая микропрограмма хранится в управляющем устройстве. Таким образом, независимо от решаемой задачи может быть использовано одно и то же операционное устройство. Благодаря тому, что потребность в таких устройствах окажется высокой, они могут быть построены с использованием БИС.

Комбинационные сумматоры. Основной операцией при выполнении арифметических действий в современных цифровых системах является сложение. Поэтому основным блоком операционных устройств обычно является сумматор, который используется также для вычитания, умножения, деления, преобразования чисел в дополнительный код и в ряде других операций.

4.1. Проектирование операционных устройств.............................................................513

Здесь используется традиционное при построении операционных устройств разделение на блоки — устройство управления, описанное программой muit_contr, и операционный блок partmuit. Устройство управления после сигнала start последовательно проходит четыре состояния: stepi, step2, step3 и STEP4, каждому их которых соответствует определенная фаза вычислительного алгоритма, после чего возвращается в исходное состояние idle. Операционный блок принимает сигнал состояния, и в зависимости от фазы цикла вычислений, коммутирует входные полуслова на соответствующие входы встроенного параллельного комбинационного умножителя. В качестве умножителя использован библиотечный модуль lpm_mult из библиотеки параметризованных модулей САПР MAX+PLUS II. Выходной коммутатор операционного блока позиционирует частичные произведения в разрядной сетке результата в зависимости от фазы цикла вычислений. В программе верхнего иерархического уровня muiti6_i6 декларируются включаемые модули и переменные, обеспечивающие связи между ними. В том числе вводится переменная, представляющая состояние автомата в устройстве управления и специфицируемая ключевым словом machine. Кроме того, программа muiti6_i6 содержит описание накапливающего сумматора и триггера готовности ready. Накапливающий сумматор, выход которого является выходом устройства, представлен логическим оператором.

4.1. Проектирование операционных устройств

Разработку операционных устройств рекомендуется выполнять в следующем порядке.

Порядок разработки операционных устройств с микропрограммным управлением иллюстрируется примером синтеза устройства умножения последовательного типа с одновременным анализом двух битов множителя. Пусть на этапе анализа системных требований установлено, что умножение должно инициироваться внешним сигналом и занимать около N/2 тактов работы системы. Тогда можно принять последовательный алгоритм с умножением в каждом такте множимого на два разряда множителя и накоплением полученных произведений в регистре результата.

.ак отмечалось, повышение производительности операционных устройств пя реализации многошаговых процедур, в частности таких, в которых на аждом шаге использованы результаты предыдущих шагов исполнения тгоритма, может быть достигнуто при конвейерной реализации блока об-аботки.

. Параллелизм — каждое из операционных устройств на кристалле, память, периферийные операции независимы и работают параллельно, благодаря развитой системе шин.