Усилитель, построенный на одном операционном усилителе (ОУ)

 

, подаются относительно земли. Схема является сочетанием инвертирующего и неинвертирующего усилителей, причём для выравнивания коэффициентов передачи с обоих входов, напряжение подаётся через делитель . Таким образом, на оба входа ОУ напряжения подаются через резистивные делители. Если коэффициенты передачи сделать одинаковыми т.е.

то коэффициенты передачи на выход усилителя для напряжений , будут одинаковыми и усилитель не будет чувствителен к синфазному входному напряжению, и выходное напряжение будет точно пропорционально ( ):

 

Для такого идеального вычитающего усилителя КОСС = .

На практике часто применяют более сложные дифференциальные усилители, построенные на двух и более операционных усилителях. Они обеспечивают лучшее подавление синфазной помехи и имеют высокие входные сопротивления.

Сдвиги нуля и их компенсация

Выходное напряжение любого усилителя с обратной связью (ОС):

Однако практически на выходе присутствует ещё некоторое дополнительное постоянное напряжение той или иной полярности, называемое выходным напряжением покоя, или напряжением сдвига нуля.

Это может привести к уменьшению неискажённой амплитуды , т.к. из-за сдвига начинается одностороннее ограничение полуволн. Если усиливаемый сигнал содержит постоянную составляющую, то напряжение сдвига, кроме того, является напряжением ошибки, изменяющим .

Сдвиг нуля характеризуется:

·

· входными токами

· разностью входных токов ( ).

Сдвиг от

Чтобы при закороченных между собой входными зажимами ОУ достаточно к дифференциальному входу операционного усилителя (ОУ) приложить извне некоторое постоянное напряжение. В справочнике оговаривается лишь его максимально возможное значение, соответствующее максимальному производственному отклонению. Полярность его неизвестна может быть любой.

Влияние входного тока

Приводимый в справочниках – среднее арифметическое постоянных токов баз транзисторов дифференциального каскада ОУ. Он мал и составляет единицы мкА. Из-за протекания инвертирующего входа через , на дифференциальном входе операционного усилителя (ОУ) даже при возникает некоторое постоянное напряжение, которое передаётся на выход. На входе оно почти целиком компенсируется благодаря ООС. Поэтому , а значит в резисторе ток не ответвляется. Он весь протекает через .

Для компенсации сдвига выходное напряжение достаточно в вывод неинвертирующего входа ОУ включить . Благодаря равенству сопротивлений между любым из входов операционного усилителя (ОУ) и землёй, напряжения, создаваемые каждым из двух входных токов, взаимно компенсируется, т.к. направлены встречно.

 

Учёт разности входных токов

По аналогии с определением для входного тока, для разности :

Этот сдвиг компенсируется равенством , будет тем меньше, чем меньше сами => уменьшение входных токов усилителей на ОУ, увеличение усилителей на ОУ – весьма актуальная задача.

Это можно достичь, если дифференциальный каскад построить (ДК) на полевых транзисторах, однако их существенный недостаток – неидентичность параметров двух интегральных полевых транзисторов. Поэтому на входе прецизионных ОУ применяют биполярные транзисторы типа в режиме микротоков. Токи баз очень малы, мВ. При этом даже необязательно включать .

Схемы ручной балансировки нуля

Для устранения разности выходного сдвига применяют также схемы подачи на вход небольшого постоянного компенсирующего напряжения, значение и полярность которого устанавливают подстройкой потенциометра.

 

Рисунок 2.18 Схема ручной балансировки нуля

 

Здесь с потенциометра можно подать на неинвертирующий вход небольшое постоянное напряжение любой полярности и отрегулировать его так, чтобы исходное .

Делитель уменьшает пределы регулировки и повышает его плавность. Во многих типах ОУ схема балансировки встраивается внутрь микросхемы. Наружу выводятся лишь точки подключения потенциометра.

Следует помнить, что сдвиг подвержен дрейфу (старение элементов, нестабильность параметров среды и ). Это приводит к нарушению точности балансировки.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. MS Access. Отменить действие фильтра и вернуться к исходному представлению
2. АЧХ и ФЧХ идеального усилителя. Классификация реальных усилителей по виду АЧХ. Линейные искажения.
3. Безопасность в дальнем (внутреннем) и международном (выездном) туризме
4. Безопасность в дальнем (внутреннем) и международном (выездном) туризме ( 2 ч)
5. В Долину Смерти ходят по одному
6. Возможно несколько правильных ответов в одном вопросе.
7. Выходные каскады усилителей: двухтактный трансформаторный каскад.
8. ГЛАВА 4. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕПЛОВОДНОМ КАРПОВОМ ПРУДОВОМ ХОЗЯЙСТВЕ
9. Гола в одном матче, 13 голов в турнире
10. Два отрицания в одном вопросе
11. Добавляйте каждый день по одному упражнению из второй половины комплекса, пока не освоите все основные упражнения.
12. Доктрина о первородном грехе