18. В последовательной операционной схеме прямым прохождением сигнала можно пренебречь ввиду его малости.

19. Прямое прохождение сигнала в параллельной операционной схеме приводит к тому, что она ведет себя как неминимально-фазовая система. Это проявляется в виде дополнительного фазового запаздывания на фазовой характеристике, а при рассмотрении переходного процесса - как начальный скачок в ответ на ступенчатый сигнал возбуждения.

20. Практический интерес представляют два типа параллельных операционных схем, у которых проявляется влияние прямого прохождения сигнала,- это быстродействующий интегратор и интегрирующий усилитель выборки - хранения.

Список литературы

1. Smith J. I., Modern Operational Circuit Design, Wiley Interscience, New York, 1971.

2. Tobey G. E., Graeme J. G., Huelsman L. P., Operational Amplifiers, McGraw-Hill, New York, 1971. (Имеется перевод. Проектирование и применение операционных усилителей/Под ред. Дж. Грэма, Дж. Тоби и Л. Хьюлсмана.-

М.: Мир, 1974.)

3. Sheingold D. Н., (Ed.), Analog -Digital Conversion Handbook, Analog Devices, Inc., Norwood, Mass., 1972.

4. Graeme J. G., Applications of Operational Amplifiers, McGraw-Hill, New York, 1973.

5. Sheingold D. H., (Ed.), Nonlinear Circuits Handbook, Analog Devices, Inc., Norwood, Mass., 1574. (Имеется перевод: Справочник по нелинейным схемам: проектирование устройств на базе аналоговых функциональных модулей и интегральных схем/Под рея. Д. Шейнголда. - М.: Мир, 1977.)

6. Kalvoda R., The Use of Operational Amplifiers in Chemical Instrumentation, SNTL, Prague, 1974 (in Czech).

7. Wait J. v., Huelsman L. P., Korn G. A., Introduction to Operational Amplifier Theory and Applications, McGraw-Hill, New York, 1975.

8. Linear Applications Handbook, National Semiconductor Corp., Santa Clara, Calif., 1972.

9. Analog Dialogue, Analog Devices, Inc., Norwood, Mass.

10. Korn G. A., Korn T. M., Electronic Analog and Hybrid Computers, McGraw-Hill, New York, 1964, p. 98. (Имеется перевод: Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины.- М.: Мир, т. 1-1967, т. 11-1968.) Korn G. А., Exact design equations for operational amplifiers with four-terminal computing networks, IRE Trans. Electronic Computers, EC-11, (1) (1962), 82-83.

11. Милях a. H., Шидловокий A. K. Принцип взаимности и обратимости явлений в электротехнике. - Киев: Наукова Думка, 1967.

12 Lagasse J., Linear Circuit Theory, Heywood, London, 1968, p. 81.

13 Meyer-Brotz G., Ober Operationsverstarker mit Transistoren filr Gleichspan-nungs-Analogrechner, Elektron. Rechenanlagen, 1 (4) (1959), 186-190.

14. Meyer-Brotz G., Die Dimensionierung des Frequenzganges von breitbandigen Operationsverstarkern fiir Gleichspannungs-Analogrechner, Elektron. Rechenanlagen. 6 (4) (1964), 178-183.

15 Marganitz A., Frequenzgangfehler bei Integratoren mit Operationsverstarkern, Int. Elektron. Rundsch., 26 (3) (1972), 51-54

16 Stout D. F., Kaufman M., Hanbook of Operational Amplifier Circuit Design, McGraw-Hill, New York, 1976. , , ,

-4?Gracme J. Designing withOperational Amplifiers, McGraw-Hill, NeW-York, 1977.

Глава 8

СТАТИЧЕСКАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТИ В ЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ

Погрешность коэффициента усиления с обратной связью в большинстве операционных схем при приближении частоты сигнала к сопрягающей частоте увеличивается на 3 дБ, что приблизительно составляет 30%. В отличие от электроакустической аппаратуры этот факт в данном случае не играет большой роли, поскольку для определения точности операционной схемы используются значительно более тонкие критерии. Более того, оказывается, что часто недостаточно знать только амплитудную погрешность и необходимо учитывать также фазу.

Погрешность от конечного коэффициента усиления является мультипликативной, так как она создает отклонение выходного сигнала операционной схемы от идеального значения, пропорциональное уровню возбуждения. Это особенно важно на повышенных частотах, и в этой области она называется динамической погрешностью. Эта же погрешность на низких частотах вплоть до нулевой частоты является статической погрешностью. В этом смысле статическая погрешность входит в динамическую. Для практических целей (расчет, измерение) эти погрешности рассматриваются отдельно, подобно тому как аддитивные погрешности разделяются на сдвиг и шумы.

Аддитивные погрешности складываются с мультипликативными погрешностями (гл. И и 12). Если ограничиться только составляющими по постоянному току, то совместное действие этих двух видов погрешностей можно изобразить так, как это сделано на рис. 8.1.

Мультипликативное отклонение выходного напряжения Ивых от идеального значения Мвых. ид пропорционально величине сигнала и при нулевом возбуждении исчезает. Численно оно характеризуется относительной погрешностью

е=("вых - «вых.ид)/Ивых.ид (G-GJ/G, =0/С„д-1, (8.1)

которая не зависит от уровня возбуждения и равна относительной погрешности коэффициента усиления с обратной связью G. Обычно она выражается в процентах.

Существует много одновременно действующих источников возникновения погрешности коэффициента усиления операцион-

Точнее поэтому говорить о «погрешности статизма» на любой частоте, а -не- -е- стат1неской погрешности в частотной -ебласт4ь-Дрим. реё.--=

НОЙ схемы с обратной связью G== (Goo+Go/H) [М/(1+М)]-Однако если предположить, что погрешности невелики, то эти частные источники можно рассматривать отдельно, подобно тому как полная производная функции нескольких переменных делится на частные производные.

Частные источники ошибок, о которых мы говорим, обусловлены следующими параметрами: петлевое усиление рА; коэф-

5«вх+Е СЦ8 вы)? бЫХ

Аддитивная логрешнопь-

Идеальная характеристика б-цдИвк

Мультипликативная погрешность

Рис 8 1 Полная погрешность операционной схемы (а), представляет собой сумму погрешности сдв вых и погрешности, вызываемой неточностью коэффициента усиления СФОия (б). Графики построены согласно уравнению (7.8) и соответствуют составляющим погрешности по постоянному току (сдвигу и статической погрещности).

фициент ослабления синфазного сигнала X операционного усилителя и его полное синфазное входное сопротивление 7синф (включаемые в Gm); коэффициент прямой передачи Go и отклонения от расчетных значений и паразитные параметры элементов обратной связи (также входящие в Goo).

Эти источники ошибок будут рассматриваться ниже в разд» 8.2 и 8.3.

8.1. Векторная, амплитудная и фазовая погрешности

8.1.1. Определение погрешностей

Уравнение (8.1) представляет собой векторное соотношение (рис. 8.2). Степень расхождения обоих векторов Ывмх и Мвых.ид оценивается в принципе тремя (а на практике двумя) способами: как векторная разность, разность их амплитуд и разность

Фаз-=-=-= - --=-=