Таким образом, высокое входное сопротивление повторителя напряжения /?г=/?"сннф = 500 МОм само по себе недостаточно для точного воспроизведения напряжения от высокоомных источников. Хотя при /?г = 50 кОм статическая погрешность коэффициента усиления с обратной связью -ео = /?г ?"сииф=0,01 % более чем удовлетворительна, однако на этом же внутреннем сопротивлении падает напряжение /+см/?г=5 мВ, т. е. в 10-мВ диапазоне сигнала мы будем иметь погрешность 50%.

I +J--

Рис. 11.3. Исходная схема повторителя напряжения, показывающая, что источником выходного сдвига являются не только входное напряжение сдвига ОУ, но и его входной ток смещения /+см, нагружающий источник сигнала и проходящий по его внутреннему сопротивлению (а); схема с симметрирующим резистором i?cM, уменьшающим величину сдвига, но не нагрузку на источник сигнала (б). «вых = «вх + /сдв/?г.

Этот пример ясно показывает разницу между аддитивной и мультипликативной погрешностями, вызванными внутренним сопротивлением источника сигнала. Первую создает сам ток смешения /+см, тогда как последняя возникает только при изменении этого тока вследствие изменения синфазного входного возбуждения, т. е. из-за конечного синфазного входного сопротивления /?+сииф.

Если внутреннее сопротивление источника сигнала известно, фиксировано и не зависит от сигнала, то токовую составляющую выходного сдвига можно уменьшить с помощью резисторной балансировки по инвертирующему входу (рис. 11.13, б). При

Rcu = Rt

сдв.вых~ •сдв.вх~-одв"Ь-сдв-г (1

Рассмотрим более подробно суть балансировки последовательной операционной схемы (для простоты положим Есдз, /сдв = 0). Если RcmRt, то единственным следствием падений напряжения на внутреннем и симметрирующем резисторах будет несколько уменьшенное синфазное входное напряжение опе--рационного усидителя. Падение, н апряжения отрицательной по-лярности -IcuRr, возникающее в самом источнике сшнала, коЯ

пенсируется положительным напряжением huRcv, падающим на симметрирующем резисторе. Выходное напряжение «вых является точной копией внутреннего напряжения сигнала, при этом нет никакой необходимости в том, чтобы это напряжение выделялось непосредственно на входе схемы.

Резисторная балансировка повторителя напряжения, однако, устраняет лищь последствия токовой нагрузки источника сигнала, но не сам этот ток. В тех случаях, когда потребление тока от источника сигнала недопустимо (биологические и химические объекты), приходится идти на использование удовлетворяющего поставленным условиям операционного усилителя с ПТ-входом, входным каскадом на МОП-транзисторах или варикапно-мостового ОУ.

11.2.8. Неинвертирующий усилитель

Если считать источник сигнала короткозамкнутой цепью (рис. 11.14,а), то очевидной становится параллель между этой схемой и инвертором напряжения, показанным на рис. 11.4, а, и можно записать:

одв.вь.х = сдв (2/1 + 1) +~ом2. (И.45)

Однако напряжение входного сдвига Ясдв. вх в этом случае другое (рис. 11.14, б):

-сдв.в.=одв + Го„(/?1/?2). (11.46)

поскольку коэффициент усиления сигнала (Зид в неинвертирующем усилителе совпадает с коэффициентом усиления щума:

С„„ = 0=ад+1. (11.47)

Совпадение коэффициентов усиления сигнала и шума является одним из преимуществ неинвертирующего усилителя по сравнению с инвертором напряжения, и это явно просматривается в уравнении (11.46), куда Ясдв входит с коэффициентом 1. Неин-

с. 11.14. Схемы к определению выходного (а) и эквивалентного входного (б) напряжений сдвига-неинвертирующего усилителя.

вдртирующий усилитель напряжения вносит самую малую погрешность на пути сигнала.

Метод резисторной балансировки неинвертируюшего усилителя зависит от обстоятельств.

Если внутреннее сопротивление источника сигнала равно нулю и делитель напряжения обратной связи имеет достаточно высокое сопротивление, то симметрирующий резистор

Rr.u - Ri IIR2

(11.48)

включается последовательно с неинвертирующим входом (рис. 11.15,а). При этом входное напряжение сдвига становится равным

сдв.вх

=сдв+/одв(12).

(11.49

Ненулевое, но известное и фиксированное внутреннее сопротивление Rr можно было бы сбалансировать только pesncrqpa-

Ш кОм

5 кОм

О "Ом ивых

гао Ом 10 кОм дых -4-

L:fT ---1

Рис. 11.15. Две схемы включения симметрирующего резистора J?cm в неинвертирующем усилителе.

ми обратной связи при условии, что Ri\\R2=Rr. Однако сделать это трудно, поскольку этими же резисторами задается нужный коэффициент усиления с обратной связью Ri/Ri+lGa.. Проще будет выбрать прецизионные резисторы, обеспечивающие нужный коэффициент усиления, и довершить балансировку операционной схемы с помощью дешевого симметрирующего резистора RcM, включенного последовательно с инвертирующим входом (рис. 11.15,6) и имеющего величину

Ro.=-Rr-Ri\\Rz- (И-50)

Все, что было сказано относительно балансировки инвертора напряжения, справедливо и для последовательной операцион-