Емкостный умножитель
Умножитель емкости предназначен для того, чтобы конденсатор работал как конденсатор гораздо большей емкости. Этого можно добиться как минимум двумя способами.
- Активная схема, использующая такое устройство, как транзистор или операционный усилитель.
- Пассивная схема с использованием автотрансформаторов . Обычно они используются для калибровочных стандартов. General Radio/IET labs 1417 является одним из таких примеров.
Конденсаторные умножители позволяют использовать низкочастотные фильтры и схемы синхронизации большой длительности, которые были бы непрактичны для реальных конденсаторов. Другое применение — источники питания постоянного тока , где очень низкий уровень пульсаций напряжения (под нагрузкой) имеет первостепенное значение, например, в класса А. усилителях
Транзисторный
[ редактировать ]
Здесь емкость конденсатора С1 умножается примерно на коэффициент усиления транзистора по току (β).
Без Q R2 был бы нагрузкой на конденсатор. При наличии Q нагрузка, воздействующая на C1, представляет собой просто ток нагрузки, уменьшенный в (β + 1) раз. Следовательно, C1 выглядит умноженным на коэффициент (β + 1), если рассматривать нагрузку.
Другой способ - рассматривать эту схему как эмиттерный повторитель с конденсатором C1, удерживающим напряжение на постоянной базе с нагрузкой входного сопротивления Q1: R2, умноженным на (1 + β), поэтому выходной ток гораздо лучше стабилизируется по отношению к шуму напряжения линии электропередачи. .
На базе операционного усилителя
[ редактировать ]
Здесь емкость конденсатора С1 умножается на соотношение сопротивлений: С=С1*R1/R2 в узле Vi. [1]
Синтезированная емкость также вносит последовательное сопротивление, примерно равное R2, и на емкости появляется ток утечки из-за входных смещений ОП. Этих проблем можно избежать с помощью схемы с двумя операционными усилителями. В этой схеме вход OP1 при необходимости можно соединить по переменному току, а емкость можно сделать переменной, изменив соотношение R1 и R2. С = С1 * (1 + (R2/R1)). [1]
В описанных выше схемах емкость заземлена, но возможны плавающие умножители емкости.
Умножитель отрицательной емкости можно создать с помощью преобразователя отрицательного импеданса . [1]
На основе автотрансформатора
[ редактировать ]Они позволяют синтезировать точные значения большой емкости (например, 1 Ф) путем умножения емкости высокоточного конденсатора с меньшим значением на использование двух [ нужны разъяснения ] трансформаторы. Его функция действует как эталонный стандарт, а не как элемент схемы общего назначения. Полученное устройство представляет собой четырехполюсный элемент и не может использоваться при постоянном токе.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Коллекция схем операционных усилителей, National Semiconductor Application Note AN-31, воспроизведена в National Semiconductor Applications Handbook, 1994, стр. 86.