ФЧВ с последователно-параллельным ключом. Достоинства, недостатки.

Рис.6.7. Схема ФЧВ с последовательно-параллельным ключом

В данной схеме используется комбинация из двух ключей , , состояния которых противоположны, то есть при заданном управляющем напряжении один из них замкнут, а другой разомкнут. Понятно, что в данном случае схема имеет коэффициент усиления, равный либо единице (  – замкнут,  – разомкнут), либо минус единице (  – разомкнут,  – замкнут).

Как и прежде оценим погрешность от несовершенства ключей. Будем считать для простоты, что сопротивления ключей в разомкнутом состоянии , а в замкнутом – . С учетом этого, эквивалентные схемы для различного состояния ключей выглядят так, как показано на рис.6.8.

Рис.6.8. Эквивалентные схемы ФЧВ с последовательно-параллельным ключом

Для схемы, представленной на рис.6.8а, погрешность от несовершенства ключей можно записать следующим образом:

.

Аналогичная погрешность получается и для противоположного состояния ключа – рис. 6.8б:

.

Достоинства:

– для реальных значений современных ключей ФЧВ можно считать идеальным (без учета погрешности ОУ);

– удобство реализации (существуют микросхемы с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами управляемыми одним сигналом).

Недостатки:

– различное входное сопротивление.

Погрешность делителя напряжения от разброса сопротивлений резисторов.

Простейший делитель напряжения

Выпускаемые резисторы имеют разброс значений сопротивлений от номинального.

Так например, использование резисторов с 5% разбросом в схеме делителя напряжения:

или                                                   

Погрешность усилителя от разброса сопротивлений.

Выпускаемые резисторы имеют разброс значений сопротивлений от номинального.

Так например, использование резисторов с 5% разбросом в схеме инвертирующего и неинвертирующего ОУ может привести к 10% отклонению Kус, в наихудшем случае:

или                                                   

Преобразователь напряжение-ток(схема Хауленда).Вывод расчетных соотношений

Рис. 3.1. Преобразователь напряжение-ток Хауленда

Найдем при каких соотношениях сопротивлений резисторов ток в  не зависит от его сопротивления, т. е. схема превращается в преобразователь разности входных напряжений в ток . Можно записать следующие соотношения

;

;

,

где , .

Находя из первых двух уравнений связь между ,  и  можно получить

.

Ток в сопротивлении нагрузки равен

,

или, выражая , можно после упрощений получить

,

а  будет равен

.

Из последнего выражения видно, что  не зависит от сопротивления  только в том случае, когда круглая скобка в знаменателе последнего выражения равна нулю, т. е. при соблюдении соотношения

,

или, что одно и то же,

.

Выражение для тока нагрузки можно записать

.

Недостатком схемы является невозможность получения значительных токов и высокий уровень синфазной составляющей. Поэтому данная схема не получила широкого распространения.