ложение (по сравнению с исходным), если величина внутреннего сопротивления Rv будет меньше R. Включение внутреннего сопротивления Rr в расчет величины симметрирующего резистора мало чем может нам помочь (рис. 11.10,6), поскольку величина Rt редко бывает известной или стабильной.

сдв

СД8 ВЫХ

сдв вых

Рис И 10 Балансировка преобразователя ток - напряжение без учета (а) и с учетом (б) внутреннего сопротивления источника сигнала

11.2.6. Резистивная Т-образная цепь

Токовая составляющая выходного сдвига инвертора напряжения или преобразователя ток -напряжение увеличивается пропорционально величине сопротивления резистора обратной связи. Заменяя гигаомный резистор обратной связи Т-образной цепью, составленной из резисторов, величина которых не превышает 1 МОм, можно ожидать, что величина этой токовой составляющей уменьшится по меньшей мере на три порядка.

С этим простым выводом можно было бы легко согласиться, но он неверен. Что касается тока смещения Icm, то здесь ничего не изменяется, а в отношении напряжения сдвига Есдв ситуация даже ухудшается. Сейчас мы это покажем (рис. 11.11).

При /~см = 0 напряжение сдвига Есдв передается также на общий узел резисторов обратной связи и оттуда, усиленное в {RilRi + l) раз,- на выход При £сдв = 0 ток смещения /"см передается на выход, увеличенный в число раз, равное обращенной проходной проводимости Т-образной цепи, которая, если не считать знака, совпадает с идеальным коэффициентом усиления с обратной связью

Си„ = -/?1(адз+1) (И-39)

()разд. 6 2 6). В итоге мы имеем

сдв вых = -Есдв (Ri/R-i + 1) +

cj,bb.=E,j(R + RJ,R,) + r

(11.40) (11.41)

Ри Ri<Ri. Из сравнения с уравнениями (11.35) и (11.36) следует, что; --

1. Пагубное влияние тока смещения /"см при использовании Т-образной цепи не увеличивается и не уменьщается. И это понятно, поскольку разделения токов сигнала tax и смещения /~см не происходит.

2. Влияние напряжения сдвига Есдв усиливается за счет увеличения коэффициента усиления шума.

Несостоятельность замены высокоомного резистора обратной связи Т-образной цепью еще раз иллюстрируется схемой рис. 11.12, где используются числовые значения, соответствующие операционному усилителю с ПТ-входом, имеющему прак-

Есдв вых

Рис 11.11. К определению выходного напряжения сдвига операционной схемы с Т-образной резистивной цепью обратной связи Т-образная цепь увеличивает сдвиг операционной схемы.

тически нулевое напряжение сдвига £сдв=100 мкВ. На схеме а для получения необходимой чувствительности 1 В/нА используется электрометрический резистор 1 ГОм. Основным источником общей погрешности 0,11%, отнесенной к диапазону /вх = 1 нА, является ток смещения /"см=1 пА. Это происходит вследствие того, что проходящее без усиления на выход напряжение сдвига £сдв=100 мкВ пренебрежимо мало как по отношению к падению напряжения сигнала 1 нАх1 Г0м=1 В, так и в сравнении с падением напряжения 1 пАх1 Г0м = 1 мВ, возникающим на высокоомном резисторе обратной связи при прохождении через него тока покоя /"см-

На рис. 11.12,6 дана схема, где за обычным резистором 1 МОм следует цепь, создающая коэффициент усиления с обратной связью 1000, что обеспечивает ту же входную чувствительность по току. Если представить теперь себе общий узел Т-образной цепи как выход операционной схемы, то возникает ситуация, аналогичная предыдущей, с единственной разницей, что здесь будут другие числовые значения разбаланса. Резистор 1 МОм слишком мал, чтобы отделить токовую составляющую сдвига от потенциальной. Напряжение сдвига в 100 мкВ составляет в этой схеме уже 10% падения напряжения сигнала 1 нАХ1 М0м=1 мВ и в 100 раз превышает падение напряжения в режиме покоя 1 пАХ1 М0м=1 мкВ. Последующий за резистором 1 МОм делитель напряжения усиливает все три со-~ставляющиетг-1000-paз7fe-№eня*-4JcoQIHQшeJниaJB cyммa£2

НОЙ полрешности 10,1% доминирует вклад напряжения сдвига

£"сдв*

Причина неэффективности Т-образной цепи очевидна. Падение напряжения сигнала hxRi «забито» напряжением сдвига £(.дв- Из этого следуют два практических вывода:

1. Т-образную цепь можно использовать только в операционных усилителях с низким входным напряжением сдвига. При использовании операционного усилителя, стабилизированного прерыванием (£сдв=1 мкВ, /~см=10 пА), суммарная погреш-

и =101 мкВ

f ГОм

сив вых

сдв вых

i0l4B

Рис и 12 Числовой пример, демонстрирующий основной недостаток замены высокоомного резистора в электрометрической схеме (а) Т-образной резистивной цепью (б) - резкое увеличение выходного напряжения сдвига

ность В цредыдущем случае не превысит 1,1%. Однако шумовые характеристики в любом случае ухудшаются (разд. 12.2.4).

2. Первый резистор Т-образной цепи обратной связи (Ri) должен иметь возможно большее сопротивление. Его нижний предел определяется допустимой относительной погрешностью

112.7. Повторитель напряжения

При идеальном источнике сигнала напряжение выхода было бы сдвинуто по отношению к входному напряжению на постоянную разность £сдв. Внутреннее сопротивление источника сигнала Rr (рис 11.13, а) проявляется в виде дополнительного внутреннего падения напряжения f+cuRr, вызванного прохождением через источник сигнала тока смешения /+см.

сдв вых сдвв«~сдв счг- (11.42)

При использовании биполярного операционного усилителя это Внутреннее падение напряжения превалирует над напряжением сигнала даже при очень низких величинах Rr:

-(UASh