более сложные методы. Покажем их на примере усиления напряжения термопары с помощью неинвертирующего усилителя (рис. 11.25).

Спаи в точках выхода и заземления операционного усилителя не влияют на работу схемы. Первый нейтрализуется за счет коэффициента усиления по постоянному току операционного усилителя без обратной связи, второй - его коэффициентом ослабления синфазного сигнала.

Входное напряжение сдвига находится как суперпозиция термо-э. д. с, возникающих в самих резисторах (они отмечены на схеме как Ет) и тех, что связаны с соединениями неоднородных пар (они показаны большими точками), в виде

£сДа.вх = «СА(2 -l)-«ВА С* -з) 4-Т1 - ТЗ+

+(1 /ид) [арА (6 - 75) -£т1 -T2l- (11.77)

Из уравнения (11.77) можно сделать следующие практические выводы:

1. Коэффициент усиления с обратной связью Gn = R2/Ri + l должен быть возможно большим, будучи ограничен только номинальным размахом выходного нащряжения операционного усилителя. Величина 100 -хорошо, 1000 -лучше. При большом коэффициенте усиления подавляются не только термо-э. д. с, возникающие на выходе (Ет , арл), но также и сдвиг последующих приборов (активный фильтр, ленточный самописец, вольтметр) .

2. Перепады температур во входной части операционного усилителя должны быть по возможности меньше. Воздействия тепла, излучаемого внешними телами, и свободно циркулирующего потока воздуха можно избежать, если поместить операционную схему в металлический кожух. Поток тепла, идущего через сигнальные вводы и провода питания, уменьшают за счет уменьшения их поперечного сечения и за счет теплового замыкания на раме (массивные входные зажимы, изолированные керамикой или слюдой). Количество тепла, выделяемого схемой, должно быть небольшим; потребление мощности операционным усилителем также должно нас интересовать. Усилитель мощности желательно располагать вне кожуха.

3. Перепады температур нельзя полностью исключить, но они могут быть направлены таким образом, что станут безвредными. Операционная схема делается симметричной (это еще одна причина для использования симметрирующего резистора Rs), и эта симметрия сохраняется как в принципиальной схеме, так и в печатной плате, как это показано на рис. 11.25. Критичные парные элементы располагаются симметрично вдоль

. На шине земли.- Яр«ж. ред.

выбранной оси тепловой симметрии. Операционный усилитель w другие неизбежные источники тепла располагаются на этой оси-или симметрично относительно ее, если их полное количество четное. Создаваемое ими тепловое поле влияет на чувствительные парные элементы в одинаковой степени, вызывая взаимную нейтрализацию их термо-э.д.с. [см. уравнение (11.77)]. Конечно же, это идеал, к которому можно только стремиться. На худой конец может оказаться полезной и заземленная пластина, действующая как тепловое замыкание, в качестве которой используется фольга со второй стороны печатной платы.

4. Функциональные резисторы должны выбираться не только по их допуску и стабильности, но и по их внутренним термо-э. д. с.

5. Легкоплавкий припой (табл. 11.1) не годится для спайки выводов операционного усилителя, выполненных из ковара.

Локализация и подавление термо-э. д. с. в готовом приборе требуют больших усилий, терпения и опыта. Чтобы наблюдать эффект от какого-нибудь изменения, внесенного с помощью пайки, нужно ждать как минимум час, пока восстановится температурное равновесие.

11.3.2. падение напряжения {3, с. 466, 12, с. 127, 13, гл. 10, 14]

Земля - это совсем не то же самое, что нуль вольт. Полметра медного провода диамет1ром 0,5 мм имеют сопротивление 45 мОм; ток 5 мА создает на этом проводе падение напряжения 225 мкВ. На выходе схемы это напряжение обычно не имеет значения. Что же касается входных цепей, то здесь можно ожидать неприятностей трех видов: 1) дополнительный сдвиг, если погрешность в виде падения напряжения постоянна, 2) дополнительный шум, если она изменяется случайным образом, будучи вызвана внешними воздействиями, и 3) дополнительная погрешность коэффициента усиления с обратной связью, если падение напряжения пропорционально входному сигналу. Для иллюстрации на рис. 11.26 и 11.27 приведены два примера.

111.3.3. Токи утечки [10, И, с. 15, 15-17]

Совершенно другого плана трудности возникают, когда увеличивают чувствительность операционной схемы по току. Токи утечки, протекающие по поверхности печатных плат, между выводами операционного усилителя, по стеклянным оболочкам высокоомных резисторов, по поверхности конденсаторов и корпусам переключателей, реле и разъемов вполне могут превы-

а О

Внешний заземляю-" щий ток

Земля сигнала

Земля

питания (силовая)

+15 в

1Т>

-15 6

Источник питания

Рис. 11 26. Возмущающее влияние падения напряжения bJJ, возникающего прн прохождении тока большой величины по общему заземляющему проводу, и устранение этого эффекта за счет организации отдельной цепи возвратного тока источника сигнала (а); 6-в устройствах, содержащих много операционных схем, приходится разделять земли сигнала и питания.

0,1 Ом +,

Источник питания

Рис. 11.27 Пример неправильного (а) и правильного (б) заземления прецизионного источника тока, управляемого напряжением

сить входной ток смещения операционного усилителя общего назначения с ПТ-входом, не говоря уже об электрометрическом усилителе. Сопротивление утечки 10 Ом между шиной питания и входом, которое в обычных электронных схемах считается разомкнутой цепью, может вызвать ток, близкий к входному току утечки обычного операционного усилителя с ПТ-входом и на 3-4 порядка больше входного тока варикапно-мостового ОУ -4ШJ-x«Iepaцшшнoroymлитeля-XO-вxшQlJaJVl