появление выходного напряжения, вызываемого детектированием на входе сигналов с частотами, на которые не рассчитан усилитель.

При использовании реальных операционных усилителей в усилителе постоянного тока (УПТ), кроме отмеченных выше факторов, на стабильность будут влиять изменения коэффициента передачи и входного сопротивления. Для того чтобы сравнить различные схемы ОУ по стабильности, необходимо просуммировать составляющие смещения, вызванные различными факторами, как это сделано в [16].

3.2. Цепи смещения универсальных ИС

Исходная балансировка схемы. Элементы цепей смещения выбираются обычно не только для компенсации смещения при комнатной температуре, но и с условием обеспечения наименьшего напряжения смещения при изменениях температуры.

Например, если С/см и Л/вх имеют одинаковую полярность, то в соответствии с (3.1) усилитель можно сбалансировать выбором сопротивления резистора R2. Однако такой метод не всегда возможен, так как t/см и Д/вх могут иметь любую полярность. Кроме того, при изменении температуры Ucm не будет компенсировать Д/вх и появится большой дрейф смещения.

На рис. 3.2а показана схема более точной компенсации смещения. В этой схеме с помощью переменного резистора Я'2 выравнивается влияние токов /вх1 и /вх2 даже если сами токи не равны. При изменении температуры не появится смещение, обусловленное входными токами, пока оба тока /вх1 и /вх2 изменяются в одинаковой степени.

Для настройки параллельно резисторам Ri и R2 подключаются резисторы /?я= (l/50-f-100)LRo, при этом выходное напряжение смещения ДС/вых должно возрасти. С помощью резистора R3 добиваются ДС/вых = 0, отсоединяют Rx я с помощью резистора R2 снова добиваются Д{/вых=0. Эти операции повторяют несколько раз.

Схема, приведенная на рис. 3.26, аналогична схеме, приведенной на рис. 3.2а, но обладает лучшим подавлением синфазного сигнала, так как цепи, подключаемые к обоим входам ОУ, идентичны.

На практике применяют и более простые схемы компенсации, (рис. 3.3а), однако в подобных схемах влияние температуры бу-дет более заметным из-за изменения токов /вх1 и 1вхг- В некоторых ИС, как, например, К153УД1 и К140УД8, имеются специальные выводы для компенсации смещения нуля (рис. 3.36). В этом случае разбалансировкой токов первого каскада выравнивают токи второго каскада.

Проблемы точной компенсации усложняются в регулируемом усилителе. В этом случае можно использовать схему со ступенчатой регулировкой, в которой компенсация сохраняется в любом положении обоих переключателей [17], поскольку сохраняется

суммарное сопротивление инвертирующего входа относительно земли, либо применять пару полевых транзисторов, как это сделано в [23].

вых

Рис. 3.2. Схема компенсации напряжения смещения (Яз) и входных токов (Ri) на неинвертирующем входе (а) и схем

разности

сации напряжения смещения и разности входных токов на разных входах ОУ (б)

Балансировка в диапазоне температур. Точная компенсаций смещения нуля ОУ (балансировка) в диапазоне температур возможна только с учетом температурных зависимостей [/см и 1ъх конкретного усилителя.

Рис. 3.3. Простая схема компенсации напряжения смещения fa), компенсация напряжения смещения в ИС К153УД1 (б) и в ИС К140УД8 {в)

На практике встречаются способы компенсации с помощью аналогичного операционного усилителя [18].

Если ОУ управляется многоканальным коммутатором, например, когда он применяется для нормирования сигналов в многоканальных системах сбора данных, то точную компенсацию смещения можно осуществлять в промежутках времени между рабочими циклами.

На рис. 3.4а рабочий цикл соответствует положению 2 переключателей. Между рабочими циклами переключатели находятся в положении 1. В этом случае конденсатор С заряжается до напряже-

ния, равного напряжению смещения. В течение рабочего цикла напряжение на конденсаторе включается в цепь обратной связи и уменьшает дрейф операционного усилителя до 0,1 мкВУ°С.

Более точную компенсацию (до 0,05 мкВ/° С) имеет цепь смещения (рис. 3.46) [19]. Применяются и более сложные динамиче-

еых

Рис. 3.4. Способы установки минимального напряжения смещения в промежутках между рабочими циклами

кие методы компенсации дрейфа нуля, например, путем подачи на вход усилителя компенсирующего сигнала постоянного тока, кото-рЕ1й периодически модулируется с помощью ключа или модулятора. Однако, полученные в подобных схемах (рис. 3.46) результаты (.0,05 икВ/° С) вполне достаточны для большинства схем переключаемых усилителей.

3.3. Источники питания универсальных ИС

Для многих видов универсальных аналоговых ИС требуется двуполярное питание. При этом в сбалансированных по выходу схемах, таких как К140МА1, важно точное сохранение соотношения между положительным и отрицательным напряжениями.

На рис. 3.5 показано уст-

1 I 1Сп4. ройство, преобразующее одно-

полярное напряжение в двуполярное. Схема поддерживает соотношение между -1-С/и.п/2 и -С/ .п/2 с точностью 2-3 мВ при изменении одного из токов питания на 10 мА. При точной балансировке схема потребляет ток 2,5 мА. Конденсатор Cj подавляет шумы и предотвра-генерации, а конденсатор Cj

Рис. 3.5. Преобразователь однополярного напряжения в двуполярное на ОУ

щает возникновение паразитной сглаживает выбросы тока [20].

В [21] описан стабилизатор для питания двуполярных ЙС на двух ОУ. Уровень пульсаций в схеме не более 1 мВ.

В некоторых случаях при построении функционального узла на ОУ можно обойтись однополярным источником. В схеме усилителя