НОЙ схемы. Практический смысл имеет балансировка только схем с биполярными операционными усилителями. В случае операционных усилителей с ПТ-входом она лишь удорожает схему и увеличивает шумы.

11.2.9. Усилитель тока

Выходной ток сдвига /сдв. вых (рис. 11.16, а) равен сумме токов /"см и (Ясдв-Ь/см/г) ?!, которые идут соответственно через резисторы /?2 и Ru

одв.вых"

=E,jR, + I\iRJR-{-l).

(11.51)

Входной ток сдвига /сдв.вх получается отсюда делением (11.51) на -Снд = /?? ?1--1 или его можно вывести непосредст-

чт вх

вых =0

Рис, 11 16. к определению выходного (а) и входного (б) токов сдвига усилителя тока; в - схема балансировки усилителя тока. Сопротивление нагрузки не влияет на выбор величины симметрирующего резнсто-

«см-

венно из рис. 11.16,6. При 1вых = 0 делитель напряжения {Ri, R2) не нагружен. Входной источник /сдв.вх должен выдавать ток смещения /~см, и ток Еслв/{R1+R2), который отводится через Цепь обратной связи.

hns.BX==E,J{R+R,)-\-r

(11.52)

Цравильное место включения симметрирующего резистора и его величина показаны на рис. 11.6, б:

При балансе

сдв.вых = -сдв/-1 + сдв (2/-1 + 1). сдв.вх ~-одв/(-1 + 2)+-сдв-

(11.53)

(11.54) (11.55)

11.2.10. Дифференциатор

Емкость Ci (рис. 11.17, а) не входит в выражение для выходного напряжения сдвига

одв.вых = £одв+см2- (11.56)

Напряжение Есдв. вых ложно показывает несуществующий тренд напряжения входного сигнала. Входное напряжение сдвига

Рис. 11.17. К определению выходного (а) и эквивалентного входного (б) напряжения сдвига дифференциатора; в - балансировка дифференциатора на

биполярном ОУ.

При данной величине Rcu и при симметричном операционном усилителе выходной ток смещения равен нулю. Сопротивление нагрузки не входит в уравнение (11.53), так как при 1вых=0 его величина не имеет значения. Поэтому в сбалансированной операционной схеме внешние сопротивления на инвертирующем и неинвертирующем входах операционного усилителя снова будут одинаковыми.-- - -

Ясдв.вх увеличивается линейно во времени. Согласно рис. 11.17,6, величина его производной составляет

одв.вх/=сдв/С1«2 + ГемС,. (11.57)

CiRiXa является постоянной времени дифференциатора.

Сравним потенциальные возможности биполярного ОУ (£сдв=100 мкВ, /-см=100 нА) и операционного усилителя с ПТ-входом (£сдв=100 мкВ, /-см=1 пА) для использования в дифференциаторе среднего быстродействия, Ci = l мКФ, Ri= = 1 МОм, тд=1 с, рассчитанного на диапазон входного сигнала 1 В/с. В случае биполярного операционного усилителя dEcaB.Bx/dt=lQQ мкВ/с-МОО мВ/с= 100,1 мВ/с, что соответствует погрешности 10% указанного диапазона. Основная часть этой погрешности относится к входному току смещения операционного усилителя /-см=100 нА. Чтобы сделать эту погрешность ниже 0,1%, пот1ребовалось бы взять слишком большой конденсатор Cj=100 мкФ и уменьшить резистор обратной связи R2 до 10 кОм. Выполнить на биполярном операционном усилителе дифференциатор со средним быстродействием оказалось трудно (при резисторной балансировке см. ниже), дифференциатор медленно меняющихся сигналов - вообще невозможно.

С другой стороны, при использовании операционного усилителя с ПТ-входом имеем с(Есяв.вх/сИ=100 мкВ/с-Ь1 мкВ/с= = 101 мкВ/с~-0,01 %. Большую часть погрешности дает входное напряжение сдвига операционного усилителя £сдв=100 мкВ.

Ввиду большого запаса по токовой составляющей сдвига операционного усилителя с ПТ-входом на нем можно создать дифференциатор для очень медленно изменяющихся сигналов (с номинальным входным т1рендом 1 мВ/с), выбрав постоянную времени дифференцирования ta=C"i/?2 = 1 мкФХ1 ГОм = 1000 с. В этом случае погрешность не превысит 0,11%.

Существует возможность резисторной балансировки дифференциатора по неинвертирующему входу биполярного операционного усилителя (рис. 11.17, в):

см = 2, (11.58)

dE,,.,Jdt=E,jC,R2-{-IcjC,. (11.59)

11.2.11. Усилитель выборки - хранения

Усилитель выборки - хранения, показанный на рис. 11.18, работает в двух режимах: либо в режиме выборки, либо хранения в зависимости от положения управляющего ключа Кл. На-

Этот вывод согласуется с выводом, сделанным в разд. 11.2.1. уменьшение токовой составляющей сдвига операционной схемы требует уменьшения Уровня полного сопротивления цепи обратной связи.