Самое главное, что небаланс входных токов при ПТ-входе относительно Очень велик (того же порядка, что и сами токи) и весьма нестабилен, а потому компенсация скорее всего бесполезна - Прим ред.

ляющая. В обычных случаях при /сдв см«10% достаточно выдержать и допуск на резистор Rcm в пределах ±5% номинального значения. Однако при использовании прецизионного операционного усилителя может оказаться необходимым, чтобы этот допуск не превышал 1%, если мы хотим использовать повышенную точность ОУ.

Метод балансировки операционной схемы будет использоваться исключительно в операционных схемах на биполярных операционных усилителях. При применении операционного усилителя с ПТ-входом при комнатной температуре токовые сотав-ляюшие пренебрежимо малы или же резисторы обратной связи имеют слишком большое сопротивление, так что необходимый для балансировки резистор будет слишком дорогим и будет давать слишком большие шумы.

Использование балансировки с помощью резистора в операционном усилителе с ПТ-входом может быть до некоторой степени оправданным, если схема работает при повышенной температуре (более 100 °С). Однако в этом случае один усилитель с ПТ-входом может и не решить проблемы.

Резисторная балансировка мало что дает в биполярном операционном усилителе с внутренней нейтрализацией входного тока смешения, так как его токи смещения и сдвига имеют величины одного порядка и мы не получаем никакого выигрыша от замены /см на /сдв.

Стабильность баланса. Что касается активных электронных компонентов, то нет ничего более взаимно стабильного, чем два идентичных и близко расположенных в монолитной интегральной схеме биполярных транзистора. Эти транзисторы изготовляются в одинаковых условиях и одинаковым образом реагируют на изменения окружающей среды (температуры, напряжений питания, синфазного возбуждения, времени). Лучшее, что можно сделать для компенсации токовой составляющей сдвига монолитного биполярного операционного усилителя I~cmR2, - использовать для этой цели напряжение, падающее на резисторе Rcm при прохол<дении по нему тока Г см- При уменьшении начальной токовой составляющей нестабильность рабочей точки (особенно ее дрейф при изменении температуры и напряжений Питания) уменьшается в той же степени. Поэтому там, где это возможно и практически оправдано, лучше проводить резистор-ную балансировку операционной схемы вместо простой компенсации входного тока смещения (разд. 11.4.2).

ссдв.вых

11.2.3. Связь между коэффициентом усиления с обратной связью и сдвигом. Перебалансированный инвертор

В тех случаях, когда источник сигнала имеет неизвестное нам и нестабильное внутреннее сопротивление, резисторная балансировка невозможна. Она невыгодна с практической точки зрения и там, где требуется непрерывно или ступенями изменять коэффициент усиления с обратной связью. В обоих случаях желательно было бы сделать сопротивление симметрирующего

резистора зависимо-переменным, что невозможно в первом и экономически иеоправ-данно во втором случае.

Вопрос, как изменять коэффициент усиления инверто-оа напряжения с обратной связью, не влияя при этом на выходной сдвиг, имеет как некоторое практическое, так и познавательное значение; рассмотрим его вкратце.

Существуют две причины, вызывающие изменение напряжения сдвига на выходе инвертора при изменении его коэффициента усиления - это изменение коэффициента усиления шума Сш и изменение величины сопротивления резистора, стоящего в цепи прохождения тока смещения /"см. Следовательно, первым условием для обеспечения независимости выходного сдвига от коэффициента усиления является настройка нуля сдвига Ясдв- Выбор однозначен - это хороший операционный усилитель, в схеме которого предусмотрена возможность внешней настройки нуля сдвига. Это все, что нужно сделать, если коэффициент усиления изменяется только за счет дискретного изменения величины R\ (переключение диапазонов).

Если же в дополнение к этому нам требуется также изменять коэффициент усиления непрерывно (в пределах каждого диапазона), то это лучше всего сделать, введя подстройку резистора Ri. Базовая схема инвертора, показанная на рис. 11.4, не позволяет сбалансировать схему в условиях изменяющейся составляющей I~cmR2. Опыт, вынесенный нами из предыдущего раздела, подсказывает, что нужно включить на неинвертирующем

Рис 116 Перебалагсированный инвертор напряжения Б идеальном случае, прн £сдв=сдв~> величина выходного напряжения инвертора не зависит от Дг, но сдвинута от нуля на

Например, в том случае, когда к выходу инвертора подключен самописец, неудобно, если изменение коэффициента усиления будет сопровождаться изменением положения базовой линии.

входе резистор /?см и найти его оптимальную для данного случая величину (рис. 11.6).

Из уравнения (11.9) находим, что выходное напряжение сдвига Есдв. вых не зависит от величины резистора R2 в том случае, если

сдв = 0, (11.26)

см = (/"омГом)1- (И-27)

Первое условие мы уже рассматривали, второе аналогично уравнению (11.21). И вновь мы стоим перед выбором, проводить ли индивидуальную подгонку резистора см в соответствии с уравнением (11.27) или же, что просто, но менее надежно, поставить в схему резистор с номинальным значением, равным сопротивлению входного резистора,

(11.28)

В обоих случаях мы говорим о перебалансированном инверторе.

Какой же ценой дается подавление взаимодействия коэффициент усиления- сдвиг? Подставив уравнения (11.26) и (11.27) или же (11.28) в (11.19), получаем соответственно

с„ввых = -/-см1 (11-29)

о„в.вых = /сдв2-/%м1. (11-30)

При выполнении условия (11.27) получаем полное подавление нежелательного взаимодействия, при выборе /?см в соответствии с (11.28) грубая составляющая /"см/г заменяется гораздо меньшей, равной /сдв/?2. Даже это полезно. Однако оба способа имеют один общий недостаток - отклонение выходного напряжения от нуля на величину -IcbRi, равную падению напряжения на симметрирующем резисторе Rcm = Ri. При больших значениях коэффициента усиления инвертора напряжения с обратной связью, т. е. при малом Ri, это отклонение не слишком велико. При численных значениях /сдв=100 нА и Ri = l кОм оно достигает величины -100 мкВ, т. е. от -0,01 до -0,001% диапазона выходного напряженияя 1 - 10 В.

В уравнениях (11.26)-(11.30) несколько неясно представлен схемотехнический аспект перебалансированного состояния. Посмотрим на эту проблему с другой стороны. Для простоты примем £сдв = 0.

За счет падения напряжения /+см/?см на резисторе Rcm=Ri потенциал неинвертирующего входа операционного усилителя становится ниже потенциала земли. Инвертирующий вход, который отслеживает потенциал неинвертирующего входа, получает требуемый ток /~см через 1Шэдно,й резистор-/г Через -резистор