|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы В каждую базу транзисторной пары входного дифференциального усилителя должен поступать небольшой ток смещения /в. Эти токи показаны на рис. 1.8 для случая инвертирующего усилителя. Они почти равны за исключением небольшой разности ho. В схеме на рис. 1.8 ток Iib\ порождает на входе напряжение ошибки, определяемое произведением IiBiReq, где Re = RMRi-hR2)- (1-18) В этом случае ток смещения Iib2 по инвертирующему входу не оказывает влияния. Для уменьшения вредного влияния тока Iibi следует избегать больших значений сопротивления резистора Req, Можно также использовать схемы на рис. 1.7.   Рис. 1.8. Входные токи инвертирующего усилителя. Рис 1.9. Уменьшение влияния ных токов. вход- Чаще же используется метод включения резистора Req между неинвертирующим входом и землей (рис. 1.9), что не оказывает влияния на усиление. Однако теперь к неинвертирующему входу прикладывается постоянное напряжение смещения в2?ед. Поскольку данный усилитель является прибором дифференциального типа, результирующая погрешность входного напряжения, обусловленная входными токами смещения, равна UlBl - IlB2)Reci, или IloReq- ТаК кзк токи I[в1 и В2 в типовом случае составляют 80 пА, а разность входных токов не превосходит 20 пА, получается четырехкратное уменьшение погрешности напряжения смещения. В случае неинвертирующего усилителя (рис. 1.3) усиление определяется отношением R2/R1 -h 1. Однако действительные значения сопротивления резисторов Ri и R2 можно выбирать при этом почти произвольно, в частности можно выбрать так, чтобы параллельное соединение Ri и R2 равнялось сопротивлению ре-вистора нагрузки по постоянному току на неинвертирующем входе, т. е. параллельному соединению всех резисторов, подсоединенных между неинвертирующим входом и землей. Для повторителя напряжения резистор можно включить в цепь обратной связи, как показано на, рис. 1.10. .  Если усилитель предполагается использовать только для сигналов переменного тока, то выходное смещение можно умень-uihtb модификацией схемы таким образом, чтобы усиление постоянного смещения было равно единице независимо от величины- усиления по переменному току. Это достигается рключением развязывающего конденсатора, как показано в схеме на рис. 1.11. Частоту среза по уровню 3 дБ характеристики такого инвертирующего усилителя в области низких частот можно вычислить по формуле /здб=1/(2я/?.С)- (1-19) Ниже частоты здб наклон частотной характеристики составляет примерно 6 дБ/октава. Для коэффициентов усиления по пере- Рис. I.IO. Уменьшение смещения в по-, вторителе напряжения.   Рис. t.tl. Уменьшение смещения в усилителях переменного тока. Инвертирующий усилитель (а); неинвертирующий усилитель (б). менному току со значениями более 3-4 частоту среза нижних частот неинвертирующего усилителя также можно вычислить по формуле (1.19). Подавление синфазного сигнала и чувствительность к источнику питания. Коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR) является мерой подавления общего сигнала, прикладываемого одновременно к обоим входам усилителя, по сравнению с дифференциальным входным сигналом. Этот параметр обычно выражается в децибелах и вычисляется по формуле CMRR (дБ) = 20 Ig (А/Ло. с„„ф), (1.20) где Ао - коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи усилителя для дифференциального сигнала, а Ло, синф- соответствующее усиление синфазного сигнала. На рис. 1.12 показана типичная зависимость коэффициента подавления синфазного сигнала операционного усилителя liA741 от частоты. Этот параметр остается постоянным до нескольких сотен герц, а затем начинает уменьшаться и свыше нескольких сотен килогерц становится неприемлемым. Чувствительность к источнику питания (PSRR) является ме-: рой изменения напряжения смещения к вызвавшему его изменению напряжения источника питания и обычно измеряется в микровольтах на вольт. Как правило, этот параметр имеет значение в определении влияния пуль- § fO О Ш 30 f fO fOO in Wh ЮОн fM ЮМ Vacmomd, Гц Рис. 1.12. Частотная зависимость коэффициента подавления синфазного сигнала усилителя цА741. \s = = ±15 в; гокр = 25"С. сации источника питания на усилитель. Это влияние чувствительности к источнику питания на выходной сигнал усилителя можно определить выражением lвык = PSRRXЛ,l/AC, (1.21) где Ас - коэффициент усиления с замкнутой петлей обратной связи, а Yhc - пульсация источника питания. Типичное значение PSRR для операционного усилителя цА74 составляет 30 мкВ/В. Шумы усилителя. Шум операционного усилителя обычно определяется через приведенное ко входу усилителя эквивалентное напряжение шума в нановольтах на корень квадратный из герца, что указывает на эффективное напряжение на 1 Гц полосы. Если, например, при измерении в полосе 25 Гц эквивалентного шума на входе получено значение 500 нВ, то напряжение шума равно 1/„ = 500 hb/V25Tit = 5G0 hb/5VrH=I0G HB/Vfu- Напряжение шума Vn должно быть указано на определенной средней частоте, поскольку в рабочей полосе усилителя распределение шумов неравномерно и имеет тенденцию возрастать на частотах ниже нескольких сотен герц. Типичное значение напряжения шума для операционного усилителя р,А741 составляет 45 hB/VTh при измерении на частоте 1000 Гц в полосе 1 Гц. Как и в случае других задаваемых на входе параметров операционного усилителя, напряжение шума на выходе можно определить аналогичным образом путем умножения У„ на Ас (коэффициент усиления при замкнутой петле обратной связи). ,. - 0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |