|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ции смещения по постоянному току включается резистор между неинвертирующим входом и землей, величина которого опреде-. ляется параллельным соединением входных суммирующих резисторов и резистора обратной связи Ri. Если смещение не играет существенной роли, то неинвертирующий вход можно соединить непосредственно с землей. Пример 1.1. Расчет многовходового суммирующего усилителя. Рассчитать суммирующий усилитель, объединяющий три сигнала с коэффициентами усиления 1, 10 и 100 соответственно. Рабочих диапазон частот от постоянного тока - до 100 Гц. Решение. а) Будет использоваться схема на рис. 1.18. Усилитель типа fxA741 на частоте 100 Гц имеет типичное значение усиления 10 000 при разомкнутой петле обратной связи, что достаточно хорошо превосходит заданное усиление при замкнутой петле обратной связи (Ло/Лс = 100). б) Выберем резистор обратной связи 100 кОм. Поскольку индивидуальные коэффициенты усиления 1, 10 и 100 заданы, вычисленные по выражению (1.23) суммирующие резисторы равны: RilRi = 1, R, = R4= 100 кОм, Ri/Rz =10, = Ri/0 = 10 кОм, Ял/Рз = 100, Rs = i?4/100 = 1 кОм, где во всех случаях Ri = 100 кОм. в) Результирующая схема приведена на рис. 1.19. Для минимизации смещения по постоянному току между неинвертирующим входом и землей включен резистор 1 кОм. Если от схемы требуется высокая точность работы, то необходимо использовать металлоплёночные резисторы с допуском I %. Трехрезисторная обратная связь. В схеме инвертирующего суммирующего усилителя на рис. 1.18 каждый коэффициент уси-
100 нОм   Рис. 1.19. Суммирующий (пример 1.1). усилитель Рис. 1.20. Усилитель с Т-образной цепью обратной связи. ления определяется отношением резистора обратной связи R.\ к входному суммирующему резистору. В .слу.чае очень больших коэффициентов усиления могут потребоваться, неприемлемые на практике величины резисторов; например,- ддя усиления 1000 и суммирующего резистора 10 кОм резистор обратной связи Ri должен иметь значение 10 МОм. Б схеме усилителя на рис. 1.20 резистор обратной связи /?4 ваменен Т-обратной цепью резисторов. Если выбрать приемлемую величину резистора Ra, то резистор Rb можно вычислить по формуле RbRl!{Ri-2Ra). (1.24) Теперь значецие резистора Ri в 10 МОм можно заменить Т-образной цепью, т. е. при выбранном для Ra значении 100 кОм вычислим резистор Rh, для которого получим значение 1020 Ом. 1.36. Дифференциальные усилители Во многих применениях приходится усиливать сигналы, поступающие от источников дифференциального типа (различные датчики). Часто при этом присутствует и синфазный сигнал (т. е.   Рис. 1.21. Дифференциальный усили- Рис. 1.22. Регулировка смещения диф-тель. ференциального усилителя. на обеих сторонах такого источника существует общий относительно земли сигнал в виде постоянного смещения или паразитных наводок переменного напряжения). Если усилитель работает в дифференциальном режиме, т. е. выходной сигнал его является функцией разности двух входных напряжений, то любой общий (синфазный) сигнал автоматически подавляется. На рис. 1.21 приведена схема дифференциального усилителя. Если R2/R1 ~ Ri/Rs, то коэффициент усиления дифференциаль- ного сигнала при замкнутой обратной связи равен Л - V,,J{V2 - V,) = R2IR, = R,IR,. (1.25) Если отношение R2/R1 точно равно отношению Ri/Rs, то схема полностью сбалансирована и синфазное напряжение 1/синф полностью подавляется. Однако на практике полного баланса достичь не удается, в результате чего небольшая часть синфазного сигнала появляется на выходе. Эта часть увеличивается еще и за счет конечности коэффициента подавления синфазного сигнз ла усилителя. Для минимизации постоянного смещения необходимо, чтобы параллельное соединение резисторов Ri и R2 было равно параллельному соединению резисторов R3 и Ri. Можно также добавить установку нулевого смещения, если усилитель снабжен такой регулировкой. Можно включить отдельную схему установки нуля смещения, подсоединив резистор вместо земли к выходу повторителя напряжения, как показано на рис. 1.22. Если необходим дифференциальный выход, то его можно реализовать простым добавлением инвертора с единичным коэффициентом усиления к существующей схеме, как показано на рис. 1.23. В этом случае выходной дифференциальный сигнал равен 2Vi.  Рис 1.23. Дифференциальный выход. Пример 1.2. Расчет усилителя с дифференциальным входом. Усилитель с дифференциальным входом необходим для усиления на 20 дБ {Ас = 10) дифференциального сигнала. Рабочий диапазон частот - до 100 кГц. Решение. Для данного применения выберем ОУ типа LM101, поскольку ОУ типа цА741 с фиксированной коррекцией обладает недостаточным усилением на частоте 100 кГц. Если выбрать Ri равным 1 кОм, то Ri = R3 = I кОм и 7?2 = ?4 == = 10 кОм б соответствии с выражением (1.25). Полученная схема приведена на рис. 1.24. Если требуются и дифференциальный вход, и дифференци- альный выход, то можно использовать схему на рис. 1.25. Выведенное на основе метода суперпозиции выражение для коэффициента усиления имеет вид (1.26) 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 |