пренебречь

если необходимо, можно включить в схему допол-

нительно буферный эмиттерный повторитель), 0: uxlRil{Ri +

-Ь/?2)]-Ь«вых[/?.7(/?/+?2)] = -«вх[/?27(/?1+?/)](0/Оид-1).

где мы обозначили через G = UsbixlUsx и Оид=-R2IR\ соответственно реальный и идеальный коэффициенты усиления с обратной связью. Сомножитель (С/С„д-1) является динамической погрешностью [уравнение (8.1)]. Искомую векторную погрешность 8v= I О/Сид--11 получаем, подставляя вместо G и Сид их значения:

e. = (H-i?.7i?2)l€/l«B.l- (8.36)

Знаки абсолютных значений призваны подчеркнуть тот факт, что для оценки векторной погрешности необходимы только амплитудные значения напряжений Ывх и £, измеряемые обычным милливольтметром переменного тока. Осциллограф служит только как контрольное устройство.

Амплитуда синусоидального сигнала на выходе генератора выбирается различной в зависимости от частоты. Она должна быть достаточно большой, чтобы можно было выделить напряжение-5и1а-фдце-шумовл1 вмес1е с тем достаточно-малой, чт-

дежно можно измерить лишь относительно большие погрешно-<;ти (более 0,1%) ив сравнительно узком диапазоне частот (от 10 Гц до 10 кГц).

Векторная погрешность измеряется с помощью измерительного устройства, которое автоматически вычисляет векторную разность между действительным и идеальным значениями выходной величины. Покажем это на двух примерах.

На рис. 8.24 показана схема измерения векторной погрешности инвертора напряжения. К испытуемой операционной схеме [Ri, R2, С2, операционный усилитель и нагрузка) добавляются два прецизионных резистора Rx и R2, отношение сопротивлений которых R2IRi равно заданному идеальному коэффициенту усиления с обратной связью Сид. Допуск этих эталонных резисторов на порядок величины меньше, чем ожидаемая погрешность испытуемого инвертора. Резистор служит для установки номинального значения суммарной нагрузки R2\\Rz- (Резистор R2 является составной частью инвертора, поэтому его сопротивление в нагрузку не входит.) На вход схемы подается синусоидальный сигнал Ывх частотой f.

Если бы инвертор был абсолютно точной схемой, то искусственная суммируюиая точка О действовала бы как потенциальная земля. В действительности же в этой точке наблюдается напряжение которое определенным образом связано с динамической погрешностью.

В условиях когда нагрузкой на суммирующую точку можно

бы усилитель работал в линейной области (ограниченный размах выходного напряжения и ограниченная скорость нарастания). Наиболее надежным показателем правильности измерения служит сохранение пропорции между показаниями Ивх1 и I £ I при уменьшении амплитуды сигнала возбуждения вдвое.

На рис. 8.25 показана модифицированная схема для измерения векторной погрешности неинвертируюшего усилителя. На

Проверяемый неинвертирующий усилитель

Л, 1кОм

1нОм 9к0м

5к0м

(мвм, / осциллограф)

5к0м

вспомогательный инвертор

напряжения

Рис. 8.25. Схема для измерения векторной погрешности неинвертирующего

усилителя.

«V«, + 1 = 0„д; е,=[2/(ЛУЛ, + :)] а/«вх=0.2 € /«вх1-

испытуемый усилитель подается входное напряжение их; это же напряжение поступает и на вход вспомогательного хшверто-ра напряжения, моделирующего идеальный коэффициент усиления с обратной связью Gi,a = R2IRi+1- В качестве напряжения погрешности £ здесь выступает сумма обоих выходных напряжений Ивых и -GnnUzx, получаемая в узле 0. Векторная погрешность вычисляется по формуле

8=[2/(;?2/i?i + i)] el/1 «3x1- (8.37)

Динамические погрешности вспомогательного инвертора должны быть пренебрежимо малы. Поскольку оба усилителя работают с одинаковым коэффициентом обратной связи, то, очевидно, будет достаточно, если частота единичного усиления ОУ, на котором выполнен инвертор, будет на порядок превышать ft операционного усилителя, на котором построен испытуемый не-инверт-ируюцщй-усилитель. - -- - ~=

Выводы

1. в операционных схемах встречаются два вида погрешностей: мультипликативные и аддитивные.

2. Мультипликативной погрешностью линейной операционной схемы является относительная погрешность ее коэффициента усиления, 8 = G/G„fl-1.

3. Векторная погрешность 8у=С/6ид-1 определяет точность работы операционных схем, оперирующих с мгновенными значениями аналоговых сигналов общего вида.

4. Амплитудная погрешность еА=0/(/ид1 - 1 определяет точность работы операционных схем, которые обрабатывают синусоидальные сигналы, характеризующиеся их амплитудами.

5. Фазовая погрешность ф = аг§ (С/Сид) сама по себе смысла не имеет. Она используется (иногда оправданно, а иногда и нет) как эквивалент векторной погрешности.

6. Статическая погрешность 8о = 0/ид(/0) - 1 равна значению, которое принимают на постоянном токе амплитудная и (взятая по абсолютной величине) векторная погрешности.

7. Статическая погрешность за счет конечного значения петлевого усиления по постоянному току Роо, ео = - 1/РоЛо, обычно несущественна по сравнению с нелинейностью усиления, обусловленной температурными эффектами внутри операционного усилителя.

8. Статическая погрешность за счет конечного значения коэффициента ослабления синфазного сигнала постоянного тока Xq, 8о=1До, является фактором, ограничивающим точность работы последовательной операционной схемы.

9. Статическая погрешность последовательной операционной схемы, возникающая из-за конечного значения синфазного входного сопротивления /?+сииф, ео = -/?- ?"сииф, обычно пренебрежимо мала по сравнению с аддитивной погрешностью, вызванной прохождением входного тока смещения /+см через внутреннее сопротивление источника сигнала Ry..

10. Резистор является наиболее точным пассивным компонентом. Величина сопротивления резистора R и особенно отношение величин двух сопротивлений RilRi - наиболее устойчивые параметры цепи обратной связи. Универсальным типом резистора является металлопленочный (табл. 8.1).

11. Емкость конденсатора в значительной степени зависит от температуры; существенным паразитным параметром этого компонента является также диэлектрическая абсорбция заряда. Наиболее часто применяются полистироловые конденсаторы (табл. 8.2).

12. Статическая погрешность, вызванная неточностью компонентов цепи обратной связи, определяется тотриведенным