С ВЫХОДОМ по току велико; легче всего она стыкуется с плавающей нагрузкой, в то время как подключение к ней заземленной нагрузки представляет дополнительные трудности.

4, Имеются следующие четыре канонические операционные схемы: усилитель напряжения, преобразователи напряжение - ток и ток -напряжение и усилитель тока. Две наиболее часто применяемые операционные схемы -это инвертор напряжения и неинвертирующий усилитель. Идеализированные параметры этих основных операционных схем сведены в табл. I в конце книги,

5, Комбинированные операционные схемы имеют широкий диапазон применений. Они характеризуются возбуждением обоих входов ОУ, комбинированным применением положительной и отрицательной обратной связи, использованием нескольких операционных усилителей, многоконтурной обратной связью и нетрадиционным включением ОУ.

6, Прежде чем начать количественный анализ операционной схемы, следует попытаться глубже разобраться в том, как она работает. Можно извлечь определенную пользу из уже имеющегося у нас опыта, разделив схему на более простые и знакомые нам части, перерисовав ее в некоторой более понятной форме, опустив при этом несущественные детали,

7, При анализе идеальной операционной схемы мы полагаем, что оба входа ОУ имеют одинаковый потенциал, а протекающие в них токи равны нулю,

8, Количественный анализ начинается обычно с определения потенциала неинвертирующего входа ОУ, Следующий шаг зависит от обстоятельств. При использовании общих процедур расчета могут применяться разумные сокращения отдельных этапов,

9, Инвертирующий вход операционного усилителя в параллельной операционной схеме ведет себя как потенциальная-земля,

10, Важную роль при анализе операционных схем выполняет обратный коэффициент деления резистивного делителя напряжения обратной связи R-ilR\-\-\.

Список литературы

1. Nieu G., Op amps act as universal gain elements. Electronic Design, 16 (2) (1968), 78-87.

2. Korn G. A., Korn T. M.., Electronic Analog and Hybrid Computers, IVlcGraw-

Hill, New York, 1964, pp. 553-559. (Имеется перевод: Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. - М.: Мир, т. 1-1967, т. 11- 1968.)

3. Nenadal Z., Mirtes В., Analog Computers, SNTL, Pralia, 1962, pp. 30, 31 (in

Czech).

Глава 7

АНАЛИЗ РЕАЛЬНОЙ ОПЕРАЦИОННОЙ СХЕМЫ

Математический анализ реальной операционной схемы может проводиться двумя способами: первый из них - полный анализ, второй - проведение частичных тестов.

Выполнение детального полного анализа при помощи линейной или даже нелинейной модели операционного усилителя из-лищне. В каждом применении обычно в качестве определяющего выступает лишь одно требование, в то время как остальные выполняются автоматически как результат превосходных характеристик современных ОУ. Полный анализ может быть даже бесполезным, поскольку, будучи чрезмерно сложным, он скрывает важные практические результаты в массе не относящихся к делу деталей.

Единственным возможным на практике способом оценить количественно реальную ситуацию, не прибегая к помощи ЭВМ, является анализ путем частичных тестов. В каждом из них мы сосредоточиваемся иа одном конкретном аспекте работы операционной схемы, идеализируя не связанные с этим вопросом или не имеющие в данном случае значения параметры. Деление проблемы на частные вопросы производится как на основе строго выполняющихся условий (пример, суперпозиция сигнала и шумов, возникающих в самом ОУ и в цепи обратной связи), так и полагаясь на упрощающие предположения, обоснованность которых должна быть дополнительно проверена.

В данной, второй части книги мы следуем последнему подходу. Приведенные здесь частичные тесты разработаны так, что позволяют исследовать; статические и динамические погрешности в частотной области (гл. 8); динамические погрешности во временной области (гл. 9); входные и выходное полные сопротивления (гл. 10); сдвиг (гл. И); шумы (гл. 12) и устойчивость (гл. 13). В этой главе даны общие основы к последующему изложению. Любую из следующих за ней глав можно читать независимо от других.

Конечной целью пользователя операционных усилителей является разработка какой-либо операционной схемы в соответствии с имеющимися техническими условиями. Для достижения этой цели можно воспользоваться двумя подходами: проектированием путем анализа и проектированием путем синтеза.

Проектирование путем синтеза заключается в построении Операционной схемы непосредственно по техническим условиям.

Мы делаем это для сокращения записи и для ясности изложения. J-Этом--ошошении мы несколько отходим от общепринятой записи.

В общем случае сделать это не удается. Данный способ находит ограниченное применение, поскольку требует изобретательности и творческого подхода.

Проектирование путем анализа состоит в изменениях свойств имеющейся операционной схемы в соответствии с результатами ее анализа. При этом требуется: накопление различных схем включения ОУ и наличие тщательно разработанных аналитических процедур. Рекомендуемые схемы можно найти в современных книгах по операционным усилителям и в заметках изготовителей по их применению [1-9]. Процедуры ан-ализа составляют предмет рассмотрения всех следующих глав этой книги.

Представленный здесь анализ будет ограничен операционными схемами с одним операционным усилителем, одним сигнальным входом и одним сигнальным выходом. Некоторые из этих ограничений легко преодолеваются (увеличение числа входов); о других необходимо иметь четкое представление.

Создание операционного усилителя требует определенного математического аппарата; таковой оказывается полезен и при анализе операционных схем. В особенности это касается линейных схем или тех, которые можно считать линейными. Математический анализ нелинейной операционной схемы довольно трудоемок, и проводить его избегают, делая линейные допущения с последующей экспериментальной проверкой. Такое сочетание теории и эксперимента оказывается наилучшим путем в этом случае.

Линейная операционная схема - это система с обратной связью определенного вида, и ее анализ выполняется с применением обычных математических приемов: линейных дифференциальных уравнений (анализ во временной области), комплексного анализа (анализ поведения в частотной области в установившемся режиме) и преобразования Лапласа (операционное исчисление).

Во всех трех случаях мы будем использовать для обозначения определенной количественной характеристики сигнала один и тот же символ. Там, где это может привести к неправильному пониманию, мы указываем независимую переменную: Изых (t) означает мгновенное значение во временной области, Ыьых ( ) - вектор в частотной области и «вых (s) - изображение по Лапласу.

Использование частоты f связано с тем, что это соответствует общепринятым нормам в технических кругах, а также тем, что шкалы приборов калибруются в герцах. Однако там, где необходимо, будем использовать также круговую частоту со = 2я/.