Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Операционные усилители

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] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

нал/шум на входе. Отношение напряжения входной погрешности к номинальному напряжению входного сигнала является показателем относительной аддитивной погрешности операционной схемы.

Напряжение входной погрешности - это вычисленное эквивалентное значение и его нельзя измерить, подключив вольтметр непосредственно к входным зажимам операционной схемы. Один из способов экспериментального определения Яош. вх состоит в том, что измеряются напряжения выходной погрешности Еош.ъых и коэффициент усиления с обратной связью и вычисляется их отношение по формуле (11.26). Второй способ основан на моделировании записанного в неявной форме соотношения (11.2а) с помощью нуль-индикатора в -цепи обратной связи, как показано на рис. 2.2.

На основании сказанного в гл. 7 и 8 можно утверждать, что прохождение сигнала в обход операционного усилителя не оказывает влияния на работу схемы, т. е. Со, Do, Fo = 0. При этом уравнения (11.1) и (11.3) упрощаются:

E,,,,,, = {CJ\+DJ\ + FE,J\Mia + m, (И-4)

£ош.вх = (°° 0ш+<х,/*ош + <оош)/С°°- (11-5)

Напряжение входной погрешности Еош.вх не зависит от коэффициента усиления операционного усилителя без обратной связи, что подтверждает наши ожидания. Однако коэффициент усиления А не слишком сильно влияет и на напряжение выходной погрешности Еош. вых, если рассматриваемый диапазон частот не превышает сопрягающей частоты операционной схемы, т. е. если выполняется условие рЛ>>1.

Значение уравнений (11.4) и (11.5) велико. Они позволяют нам оперировать с идеализированным операционным усилителем, имеющим бесконечно большой коэффициент усиления без обратной связи, а при необходимости мы можем корректировать результат с помощью коэффициента погрешности А/{1+.А).

11.1.2. Коэффициент усиления шума

Рассмотрим более подробно коэффициент foo, который в соответствии с уравнением (7.7а) равен foo = f-ф&/р. В случае операционной схемы с выходом по напряжению это безразмерный коэффициент, представляющий собой коэффициент усиления напряжения погрешности х>ош. Назовем его (может быть, не совсем точно) коэффициентом усиления шума Gm.

Коэффициент усиления шума некоторым образом связан с коэффициентом обратной связи. Найдем это соотношение в предположении, что: 1) операционная схема имеет выход по



напряжению; ее выходной зажим совпадает с выходом операционного усилителя; 2) прямое прохождение сигнала и шумов пренебрежимо мало (2вых.оу = 0); 3) операционный усилитель обладает высокими полными входными сопротивлениями {Z Z-синф, 2+сииф = оо) и высоким коэффициентом ослабления синфазного сигнала (Х=оо).

Из предположений 1 и 2 следует, что евых.оу=Ивых и, следовательно, Ь=1, f=0 [из уравнения (7.5а)]. Предположение 3 дает ф=-1, так как по уравнению (7.56) напряжение Еаш без какого бы то ни было ослабления и с обратным знаком будет накладываться на внутреннее напряжение бд. Подставляя эти величины, получаем

G, = l/p. (11.6)

В операционных схемах с выходом по напряжению (и только в таких схемах) коэффициент усиления шума (Зш равен об-рашенному коэффициенту обратной связи 1/р. Так как обращенный коэффициент обратной связи приближается к коэффициенту усиления с обратной связью, то коэффициент усиления шума (Зш операционной схемы с выходом по напряжению приближается к коэффициенту усиления сигнала Сид. Ниже на примерах мы продемонстрируем эту тесную связь, существующую между (Зш

и (Зид.

11.1.3. Упрощенный расчет выходных и входных погрешностей

Прежде чем проводить дальнейшие упрощения, решим иллюстративный пример. На рис. 11.2, а приведена простая операционная схема с источником сигнала, о котаром известно лишь то,


ош, вш

Рис. 11.2 Учебный пример для оценки влияния синфазных параметров на

величину выходного напряжения погрешности в-схема, у которой идеализирован только один параметр, коэффициент усиления ОУ; б -схема, полученная из схемы а заменой сигнальных составляющих Од, t-, 1+ m первичные составляющие погрешности £„ш. "ош- •ош позволяющая сразу записать упрощенное выражение для оценки Ящ



ЧТО сигнал на его выходе равен нулю. Рассчитаем напряжение выходной погрешности £ош. вых в предположении, что операционный усилитель идеализированный, Л = оо.

Внешнее равновесие операционной схемы выражается соотношением

ош.вь,х = «д [1 + (1+2)/з1 + iRi + i2- (11 -73)

Кроме того, мы имеем три уравнения для операционного усилителя:

«дош + синфД. (11.7б>

"="ош+"синф/2синф. (11-7в>

i"=/omf«W2%™$ (11.7Г>

[см. уравнение (2.1) при Л = оо] и одно вспомогательное уравнение

«оинф="д2/3-"/?2. (11-7Д>

которое дает величину синфазного входного сигнала, вырабатываемого самим усилителем.

Система из пяти уравнений (11.7а) - (11.7д) имеет следующее решение:

+{1/х) (1+RM/{i II 2%„нфте)}+

+ ош1--"ош (гИ 2"синф) [1 синф +

Предполагая, что i?i< 2-с„нф, /?2<2+синф и (Ri/Rs, R2lR3)<\X\, чрезмерно сложное уравнение (11.8) можно упростить до следующего вида:

ош.вых-ош [1 + (1 +2)/з] + /~ош1 -/ош2- (И.9)

Сравнение этого соотношения с исходным уравнением (11.7а) дает поразительный результат: соотношение (11.9) получается из (11.7а) простой подстановкой Ид=£ош, 1~=/~ош и 1+=/+ош. Полный расчет можно не делать и прямо записать уравнение (11.9), если вместо производных величин сигналов Ид, i~, i+, действующих на входах операционного усилителя, изобразить на схеме исходные погрешности Еош, /~ош, /ош (рис. 11.2,6).

Полученный результат можно обобщить. При Л = оо вход операционного усилителя описывается уравнениями

(1+Ио„нф№ш). (И-Юа)

1 = 1~ош (1 +«с„нф/2"синф"ош). (ПЛОб)

= (1 +аеи„ф/2%„„ф/„.), П 1.10в)



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] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168



0.0133
Яндекс.Метрика