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 ] 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Разность двух входных токов называется входным током сдвига или просто током сдвига /о« и задается формулой

los = /fi, - 1в,-

(5.31)

Алгебраический знак тока сдвига обычно не важен, он с равной вероятностью может быть любым.

В одних ОУ /д будет положительным (втекать в ОУ), в других отрицательным (вытекать из ОУ). В ОУ с входным каскадом на

лллл-



Рис. 5.20. Входной ток смещения. Рис. 5.21. Схема для оценки влияния входного тока смещения.

биполярных транзисторах величина тока смещения лежит в диапазоне от 10 мкА до нескольких наноампер. В ОУ с входным каскадом на полевых транзисторах ток смещения очень мал, в некоторых ОУ он может быть порядка нескольких пикоампер. В справочных данных на конкретный ОУ указывается гарантированный максимальный ток смещения в определенном режиме. Наряду с этим иногда указывается номинальное значение /g. Для тока сдвига также указывается как гарантированное максимальное, так и номинальное значение Iqs-

Для оценки влияния тока смещения и тока сдвига на выходное напряжение в ОУ рассмотрим схему на рис. 5.21. Найдем Vo, используя теорему суперпозиции, т. е. рассмотрим влияние на Vo токов 1в, и 1в, по отдельности, а затем найдем выходное напряжение Vo как алгебраическую сумму результатов. Ток /в,, протекая через Rg, будет создавать на нем падение напряжения -/в,/?з, которое будет воздействовать на неинвертирующий вход ОУ. Это напряжение, умноженное на коэффициент усиления ОУ с обратной связью 1 + R2/R1, появится на выходе: Vo = (-/в,/?з) (1 + R2/Ri)- Часть выходного напряжения - Результат воздействия только тока 1в, (/в, предполагается равным нулю) - можно определить, предположив, что напряжение на неинвертиругощем входе равно нулю и, следовательно, на инвертирующем входе также будет потенциал «земли» (т. е. «мнимое заземление»). Отсюда падение напряжения на R равно нулю, и ток через R не течет. Значит, весь ток будет течь через /?2>



Vo = Ib,R2-lB,Rsii + R2lR\

(5.32)

Поскольку I в I в, обычно близки по величине, можно предположить, что если бы коэффициенты при /s, и 1в, были равны, то влияние тока смещения почти бы не ощущалось. Исходя из этого потребуем, чтобы R = (1 + R2/R1), т. е. RiRi/iRi + --/?2) = з- Поскольку /?i/?2/(7?i+/?2)-сопротивление параллельно соединенных R и R2, это требование аналогично требованию равенства сопротивлений Ra и параллельно соединенных R и R. В этих условиях выходное напряжение от воздействия токов смещения будет

Vo = R2 (Ib, - I в,) = - R2I0S.

(5.33)

Поскольку ток сдвига - обычно лишь небольшая часть тока смещения, можно добиться хорошей компенсации при выполнении указанного требования, поэтому часто желательно подбирать Rg равным сопротивлению параллельно соединенных R и R.

Проблемы, связанные с влиянием тока смещения, будут возникать лишь в случае очень больших R, R2 и R. В этой ситуации самым простым является использование ОУ с очень маленьким током смещения, например ОУ с входным каскадом на МОП-транзисторах Такие ОУ обеспечивают /д менее 10 пА. Можно также использовать различные схемы компенсации, подобные схемам компенсации напряжения смещения.

Один из основных вопросов при построении схем компенсации Тока смещения является вопрос о зависимости тока смещения от Температуры. Изменение тока смещения в зависимости от температуры называется температурным коэффициентом тока смещения и задается формулой ТК/ = с11в/(1Т. Аналогичную фор-"Улу можно записать и для тока сдвига: TK/g = dIos/dT.

•9. Коэффициент усиления синфазного

.Дзльный ОУ чувствителен только к дифференциальному "У поданному на его входы, и абсолютно не реагирует синфазное входное напряжение. Для идеального ОУ можно

сигнала

создавая на нем разность потенциалов Ib.Ri- Поскольку потенциал инвертирующего входа равен нулю, падение напряжения 2 равно /в,/?2, а выходное напряжение от действия тока 1в, будет Vo = Ib,R2. Таким образом, полное выходное напряжение от воздействия обоих токов 1в, 1в, будет определяться формулой



записать vq = AoiPi, где Vi - дифференциальное входное напря-жение, у, = - Vy, как показано на рис. 5.22. Коэффициент усиления без обратной связи равен коэффициенту усиления диф, ференциального сигнала Aqj,i, так как оба коэффициента относятся к дифференциальному сигналу. Однако в реальном ОУ на выход также будет проходить небольшая часть синфазного входного напряжения, определяемого формулой Vqm = [v -f 4- Уу)/2. Выходное напряжение, которое является результатом воздействия синфазного входного напряжения, равно



Рис. 5,22. Дифференциальное вход- Рис. 5.23. Схема вычитающего уси. ное напряжение. лителя для анализа влияния коэффи-

циента усиления синфазного сигнала.

Io = Асмсму где Асм - коэффициент усиления синфазного сигнала. Этот коэффициент усиления синфазного сигнала будет много меньше коэффициента усиления дифференциального сигнала. Отношение коэффициента усиления дифференциального сигнала Ам или Аоь к коэффициенту усиления синфазного сишала Асм называется коэффициентан ослабления синфазного сигнала (КОСС) и обычно выражается в децибелах. Типичное значение КОСС для ОУ - от 80 дБ (10*) до 120 дБ (10").

Чтобы оценить влияние коэффициента усиления синфазного сигнала ОУ с обратной связью, рассмотрим схему на рис 5.23. Если коэффициент усиления без обратной связи Аоь стремится к бесконечности, то Vo = {RJRi) {vi - v), т. е. это просто вычитающий усилитель, а значит, схема чувствительна только к дифференциальной составляющей входного сигнала и полностью нечувствительна к любой синфазной составляющей. Теперь проанализируем эту схему при конечных значениях Ам (пли Аоь)

и Асм-

Для схемы на рис. 5.23 запишем следующие уравнения;

Vo = {Vx - Vy) + Асм (Vx + Vy)/2,

Vx = Rvi/iRt + R2), Vy = vRJiRi + R,) + VoRJiRy + Р.г). (-

(5.34)



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 ] 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193