62 Линейные блоки-АВМ

В настоящее время в серийных АВМ наиболее широко применяются операционные усилители с одним входом. Однако в АВМ и АЦВМ третьего поколения широко внедряют интегральные дифференциальные операционные усилители ДОУ. =S-. При выполнении различных

операций усилитель работает в схеме с внешними входными и замыкающими элементами, образу-, ющими цепь отрицательной об-W ратной связи. Комплексную схему из операционного усилителя и внешних элементов, образующих Z цепь отрицательной обратной связи, называют решающим усилителем РУ.

Общее выражение передаточ- . ной функции РУ, схема которого

Рис. 2.1. Схема решающего усилителя. оказана на рис. 2.1, имеет вид [3]

где Zg, Zq - импеданс входной и замыкающей цепи РУ; Zjj - импеданс нагрузки РУ; вых- 2g-выходной и входной (утечки) импедансы ОУ5 k (р) - передаточная функция ОУ. Если Z < Z{p); Z Z и Z < Z , то

К(р) = -

fe(p)

fe(p)-

(2.1)

(2.2)

передаточная функция РУ по контуру регули-

рования (от точки а до точки b при разрыве цепи меж;у точками а и Ь).

От величины Ард, (р) зависит точность РУ. Если г--* О, то

К{р) = -

(2.3)

* Буквой Z здесь и далее по тексту обозначены операторы импедансов.

Операционные и реихающие усилители 63

Следовательно, выходное напряжение РУ определяется равенством

(р) = -и (р) или ( (р) = -i (р).

В схеме РУ вследствие очень большой величины онт входе ОУ

поддерживается напряжение, близкое к нулевому, так как только при этом

условии / = ~ , величина тока через импеданс утечки близка к нулю и весь

входной ток течет в замыкающую цепь обратной связи. Выходные импедансы РУ и ОУ связаны соотношением

вых РУ ~

вых ОУ *конт (Р)

(2.4)

По основным статическим характеристикам ОУ и ДОУ можно разделить на три группы: усилители высокой, средней и низкой точности -(табл. 2.1).

Таблица 2.1

{ Усилители низкой и средней точности обычно имеют 2-3 каскада усиления, связанные между собой резистивными делителями или непосредствен-

, ным подсоединением входа последнего каскада к выходу предыдущего. При выборе схемы и параметров входного каскада стремятся обеспечить минимальные входной ток и ЭДС смещения, максимальные коэффициент усиления и коэффициент подавления синфазных входных напряжений для ДОУ. Выходной каскад должен обеспечить необходимые выходные ток и напряжение. Кроме того, для обеспечения максимальной полосы пропускания усилителя

j и работы на емкостную нагрузку выходной каскад должен обладать мини-

,мальным выходным сопротивлением не только на низких, но и на высоких частотах.

Промежуточный каскад усилителя, связывающий входной .-и выходной .каскады, включается в том случае, если входной и выходной каскады не обес-

печивают необходимого усиления. В ОУ с одним входом промежуточный каскад иногда необходим для обеспечения противофазного изменения входного и выходного напряжения усилителя.

Для обеспечения указанной в табл. 2.1 величины входного т,ока и ЭДС смещения в усилители высокой точности (кроме основного усилительного канала) вводят специальный усилительный канал (канал МДМ, который модулирует входное напряжение ОУ напряжением несущей частоты, усиливает несущую частоту и демодулирует ее в частоту входного напряжения. Выход канала МДМ подключают к первому, промежуточному или выходному каскаду основного канала усиления

При использовании канала МДМ вход ОУ с помощью разделительных емкостей отделяют от входа основного канала усиления, что позволяет резко уменьшить входной ток и ЭДС смещения ОУ, если собственный входной ток и ЭДС смещения канала МДМ невелики.

2. Принципы выполнения операций суммирования, интегрирования и дифференцирования

Схема РУ (рис. 2.2, с), содержащая несколько входных резисторов, обеспечивает суммирование напряжений, подключенных к ним. На входе ОУ (в точке с) подде{ кивается напряжение, близкое к нулю, входное напряже-

им Ж

Рис. 2.2. Схема выполнения операции:

а - суммирования; б - интегрирования; в - дифференцирования; е - приближенного дифференцирования; д - дифференцирования с интегратором в цепи обратной связи; е - cvMMHpoBBHnn и нахождения разности.

ние и вызывает в соответствующем резисторе R. ток г- = , величина которого практически не зависит от величины тока, протекающего через другие