Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Глава 5

СИНФАЗНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Напряжение, появляющееся на обоих входах ОУ, как показано на фиг. 5.1, -синфазное напряжение Усинф. Оно можег быть постоянным, переменным или их комбинацией (суперпозицией). Таким образом, синфазное напряжение Усинф представляет собой некоторый постоянный уровень на обоих входах, устранить который невозможно. При работе ОУ в переменных

Фиг. 5.1. ОУ с приложенным к нему синфазным напряжением. Коэффициент усиления синфазного сигнала Ссииф = 1вых. синф/1синф; обычно сннф < I-


вых. cuHqa-

магнитных И электрических полях в обоих входных проводниках: может наводиться переменное напряжение. В таких случаях на входах ОУ могут присутствовать одновременно постоянное и. переменное синфазные напряжения Усинф- Переменное синфазное напряжение обычно наводится от близрасположенного силового оборудования и имеет частоту 60 Гц), но может иметь, и более высокие частоты и даже нерегулярные всплески (выбросы). В любом случае это" напряжение является нежелательным и рассматривается, как шум в системе.

Усилители с дифференциальным входом (например, ОУ) обладают способностью в большей или меньшей степени подавлять синфазные напряжения. Это означает, что хотя на входах. ОУ присутствуют довольно большие синфазные напряжения, на, выходе они могут быть уменьшены до очень малых и часто незначительных величин. В этой главе мы познакомимся со спецификациями фирм-изготовителей, которые позволят нг.м составить представление о том, насколько хорошо данный ОУ будет подавлять (не пропускать) синфазные напряжения. Мы рассмотрим также схемы, в которых способность ОУ подавлять синфазные напряжения является особенно полезным свойством.

».) В СССР соответственно 50 Гц. - Прим. ред.



5.1. Дифференциальная схема ОУ

Чтобы полностью разобраться в том, как соответствующим образом включенный ОУ способен подавлять нежелательные синфазные напряжения, следует вначале рассмотреть хорошо известные схемы, проблемой в которых является наведенный

Вгсодиоа проводник


н > uVeux.ux

JBxoffHou лроводник

fi, -ЛЛЛЛг-

-ЛЛЛЛг-


Фиг. 5.2. Схемы инвертирующего (а) и неинвертирующего (б) усилителей

усиливают наведенные шумы. Выходное напряжение шумов 1еых ш=ОС1ш- где в случае (а) Kqc - OC/Rv з в случае (б) iCoC=(Roc/«i) +1-

шум. Например, в схемах, показанных на фиг. 5.2, напряжение Vr представляет собой полезный сигнал, поступающий обычно от предыдущего усилителя или датчика, который необходимо усилить. Если входной проводник имеет значительную длину и присутствуют переменные поля, то в данном проводнике может, как указано выше, наводиться напряжение шумов Vm- В обеих данных схемах ОУ не может отличить полезный сигнал Vr от сигнала шумов Vm, оба сигнала усиливаются и появляются на выходе. Таким образом, если коэффициент усиления ОУ с ОС



Кос каждой из данных схем составляет около 100, напряжение шумов на выходе Увых.ш и напряжение выходного сигнала Увых будут приблизительно в 100 раз превышать их входные значения.

Напряжение шумов на выходе ОУ значительно уменьшается, если собрать схему с дифференциальным входом, как показано на фиг. 5.3, а. В этой схеме полезный сигнал усиливается, как обычно, поскольку он приложен между двумя входами, т. е. сигнал Уг вызывает появление дифференциального входного напряжения Увх.д между входными зажимами 1 п 2. Напряжения


Фиг. 5..3. ОУ в дифференциальном включении (а) и его эквивалентная схема (б), на которой наведенное напряжение шумов представлено

в виде синфазного напряжения синф- (Для получения оптимального КОСС

« = 1- ь = ос.)

же шумов Уш относительно земли или обшей точки схемы наводятся в каждом входном проводнике. При соответствующем подборе элементов схемы оба наведенных напряжения шумов Уш равны по амплитуде и совпадают по фазе и поэтому являются, как показано на фиг. 5.3,6, синфазными напряжениями. Таким образом, если напряжение шумов на входе / относительно земли такое же, как и на входе 2, то дифференциальное напряжение шумов между входными зажимами / и 2 равно нулю. Поскольку в идеальном случае ОУ усиливает только дифференциальные входные напряжения, на выходе напряжения шумов наблюдаться не должно. Однако в результате несовершенства реального ОУ, например из-за того, что источник тока (Гз на фиг. 1.8) первого дифференциального каскада не является генератором совершенно неизменного тока, оба эмиттерных и коллекторных тока данного каскада увеличиваются или уменьшаются, когда к обоим входам / и 2 одновременно прикладывается более положительное или более отрицательное напряжение. Таким образом, на нагрузке Rn ОУ выделяется некоторое



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106