Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 112
Текст из файла (страница 112)
в микравальтавам диапазоне. имеет несколько больший дрейф, на ега приходится брать ПТ-типа. чтобы абес. печить малые значения тока утечки конденсатора Так как выходной сигнал ()3 ослабляется пропорциональна выбранному каэффипиеяту. та зта аагреплюсть. очннееенная гго входу, при больших коэффициентах уснления ос габляется Это важный фшгт. поскольку балыаис каэффициег)ты усиления употребляются при низких уровнях сигнала. для которых требуется большая тачнас)ь Па)репшасти. создаваемые Сз нв выходе. всегда алииакаВы. поэтому аии сасаифици)ууиутся В бюджете погрешностей как выхалдые ааГРЕ)лиаети (ПРИВСДЕНИЫЕ К ВмкаДхг) Обратим внимание на некоторые абцше принципы проектирования. которые 4 3б Глана т Прецизионные схемы н малошумяшвя аппаратура 431 ~кк Гэ Я»~ 2йя) 11»,„г. проясняются на этом примере.
вы решаеге некоторый набор задач, выбирая конфигурацию и элементы гак, чтобы уменьшить погрешносзи ло приемлемых значений При:и ом необходимо идти на некоторые компромиссы и уступки, при том их выбор зависит от внешних факг оров 1например, исполъзовнние в качес»- ве повторителя ОУ ПТ-входом предпочтительнее, если полное сопротивление источнвка сигнала больше 50 кОм5 В табл. Х2 содержатся данные ОУ. которые можно использовать при проектировании прецизионных схем 7.07.
Выходные погрешности усилителя Как указывалось н гл. 4, операционные усилители имею г су пгег гвенные ог раничения. связанные с их выхг» гньтм каскадом Ограниченная скорость нарастания. нелинейные искажения выхолнсго сигнала ьсм. ратд. 2 15), конечное выходное сопротивление разомкнутого контура могут причинить неприятности и. если их не учитывать. привести к ошеломляюше большим погрешностям прецизионной схемы.
Скорость нарастания: общие соображения. Как отмечалось в разэз. 4.11. изменения напряжения выходного сигнала ОУ могут происходить со скоростью. не превышаюшеи некоторого максимума. Этот эффект порождается схемой часготнои коррекции ОУ. как увидим при более детальном анализе. Одним из следствии конечносги скоросг и нарастания является ограничение амплитуды выходного сигна- 'о 'г о 31 »з а Чзстгтгл рлзм:м,» ею из;з и:. пым..л Г)У ла на высоких частш ах, равное. как бьгл гло показано в ратд. 4.12 и как видно на рис.
6. Гуоп = 5,'л1', гле Гугтп — полн ьгй размах сигнала Второе следствие лучл всего объяснить с помощью ~рафика за. висимосги скорости нарастания от напра. жения дифференциального входного сзн„ нала (рис. 2.11. Смысл сто в гом, чг„ схема. гребуюшня большой скорости на„ растания, работает с сутцесзвеннымэг нй пряжениями между входными клеммамн " ОУ Это может привести к ка.гпстрофн ческим последствиям в схеме, лретендукь му,' шей на высокую точность. + Скорость -6«просп ь Рвс 51 Дтя .олу нния полном скоро»им мзрьстзюя.:" ОУ требуется звзчнг льнов ' мфферевпи;"=ьвос вхаа.;,з вос напра:ке юс Чтобы понятзь чем определяется око,:. рость нгтрагчания, заглянем вну:рь опе-:г;; рапионного усилителя.
Подавляющей .„', большинство ОУ могут бы.гь смоделирьг,,!-;.=т вавы схемой. изображенной на рис. т:а,:,-",, Дифференциальный вхгдной каскад. нй. '"; груженный на токовое зеркало, во гбуждй;.',"~а ет каскад с большим коэффициентом уар';,!»к»эт пения по напряжению и с корректирузе-':;-.'!»тй шим конденсатором между выходом 31 входом Выходной каскад пушгтуэтьныв 2-,;' повторитель с единичным кттзффициентбМ- -';.= усиления Коррекгируюшии коштеггсатбР:.':. ~;". выоирается гак.
ч.зобы коэффипиен. уся; ленин разомкнутои пе»ли усилите.я стя',:-";:у нтэаился равным е.'пптнде раньше чеи - гниг фазы. вызванныи гзстатуьттьгьти каскадами усилителя, станет сущее. венньлн Хаким образом. С выбирается . аким. чгп' бы;,,„полоса часгот единичного коэффициента усиления. была бэлизка к ло тюсу, с ко.сорога гтачинашся спал утиле' НИЯ СЛЕ1»УЮШЕГО Каекадн, Как описьгвгтдссъ н раш 4 14 Вхшттюгч каскад нме.
«'тень вы.оков выходное сопротивление и л-'г" . ледуюшег о каскада яв;яешя исто гликом гока вционнътх усилителях возникает иие скорости нарастания, когда сигнал возбуждает олин из ров дифференциального каскадо насышения. действуя на сле,,каскад полным током эмиттера нпиальной паре. Это происхо,:.днфференциалъном входном наоколо 60 мВ. при котором соне токов в дифференциальном равно 10:1. В этот момент на коллектора Тэ изменяется с макйно возможнои скоростью. а весь ;,идет на заряд конденса гора С. разом, 25 н С образутот иитегрлраниченной скоростью нарастания оде.
Выведем выражение скорости вярвствним: Летвлыюе рвссматревие. го напишем выражение тя ко ффишюнтэ ,рюоыкнутого «он,ура пг напряжению прн :сигввле и-~юменнгм" »кз без ~епэ сленгов с — » полоса слииичиого авил»пня;чвс огэ. прм А., — ~, *ешь Рис 2 а 1'нпичнгя схеме вну реннсй чзс-отмой коррекции ОУ Скорость гэерзсгзг ия оправ«ляется тохом 1.„ззря- жмнялим комсенсзтор С 5 — — »1С т —.
1, С Длз обычного .а ффсренлизэьвош усилиюля без эммгтервых резисторов а„связано с 1з соотношением д„= Г», . 1,12гг =1, О ми Подставляя это выражение в формулу скорости на- рпсгвния,нвхолим 5 = 21»зд„С, т е скоросэь г»вгзствния пропорционвзм м д,гг, квк и юмринз пшюсы евнин»ного усвлеиия псами Леле. 5=4«г.тт —.ШЗХ, тле г' еырзжсис в МГп, в 5 В,'мкс, Зтт вырзженме ве ювисиг»п конкретных значений Гд д, 1, и г .. и лает лорошуго опмы» ю1х скорости имрвсг вниз 5клмссический ОУ 4 Ц например. имес 3 К5 МГп и скор»с'и вврзстзнил порялк Д5 и;мкс1 Отсьюы ясно, чтт: ОУ с ббльптм знвче нисм прсизеезтения юигиаы аолосы аропусканим нз «оэффицненг усиления г», буде". имшь больп,по скорость перво»виня.
Пе»п.эя уп яшмт быстролеигл вне ОУ тол~ко увезичнвзя тоь гэ влолмшо кзскзлз. поскачьк*, умличение козффицмюок ускления Гзз сче~ роста д„,э тзмбуст »со»веге венного увеличения знз- чевия г" лля чзст отпой коррекции. Добавочное усиле- ни» м других кмкзлах ОУ тзюке не помашет. Из изложенвю»» яснг» что увеличеняе», зв счгз увелнчевмя юкс:е ко юскт ров, голборз болю быст- ролействуюалгх треязисгоров ~ т, П увеличивает ск»» рость нзрзс»ввия Канет»ух все» л' жетютельно имел, болыпое .эвзчение 1, и»ш хорошо известаа рзэ рзбшчику ИС, «о.орый коне»но же слезы.ь гроекги- руя «рис»тз гх все, чп мог зем нс мснсе сучпествут~ с1тос б обои» и т ртви»ение 5 — 031', и ом юмов тн вз -= 1„2' », Можн испо.эь»овмгь пр» чой прием,г1» вюшчюгих» .
"и ст»»ветс*вени. схорости нары»»вния лрв фиксвг«эмин'м энмчсвии1, м м ею~у . о1»' и г»ря фвкгнп: взмиой лс рм. юс-гс» в хзрмктеристики Прэш все ~ .юбвзи»ь иска».,р е сопротиел*им ° в эммттгрнуп пег ь этгг!уферстгпмззьи то эхапног ьз: асс оянном знзчснии д„цовп»рив привезенные выУнрмнве»нмгн 2.1, 13 э««жиге. чттсй .лвсьлвый п5жсм пве» укювнным эффект Увелвчеюн скарастм вмрвсгвнвм Гт-в«аэ то 'в " меч«»»тако с»:особов получения высоком скоростн ю- ры — ьния' е* применить ОУ ботыпим» б' увели чить 1 м счет уменьшения гмююпг мсйленсмп ря » чвстотйой коррекции «оиечмо. эт» возможно тою ко 432 Глввв з Првннзнпнныв схемы ы мвлпы1умяызвя влпврвтурв 433 дапалынмвл1, ыыы хкнпнжель юпкв 1 м1дьх,ы 0 хчмчч.
ХВ Т с т Рнп 29 НА2605 12 М1н 2 В'мкх 150 000 НА2505 1' М1 30 Взмк. 255шо Скорльть нврвлтвныя Кпзффыдывн *. уьылвння упнзытв.1я бвз пбря хвпы яа 'зп 1.П впу -180 м 111 З " '21ПЛ м ч, в тхх сммвл, глв кпзффылывнт увнлвныя пры звмк вузам хпытупх пбрвзвпв лвя 1» бп 1ылв вдыывлы. вр чмвнылххть «рутызлу вхылнохп квыквлв ч„. лпбввыв в змнюврную лвыь дю плын1хт,яых резистор:. з з . твм лрплпрныпнвльып уввлычыт1. Ы нлы умяымлв.п. С, Н взмвннть слвму вхплвып кввквлв.
Трк1нй ьлпллб (уменылеывв д 1 прымвнм ля вп мнпгых ОУ Няырымвр. НА2605 в НА2505 почтя пдынвкпвы. вп НА250з солвржнх зм1п'тсрыыв р111нлтхзры вп вх лвсм квсквле «пторыв уявлн мввзю вк ь рпвгь нарастанию ыввой уменылвння кпзффвлнвнтв улнленя рвзпмкяутпго кпнхурв 'утп нллюхзрырув1вя лрывыддмымн лвннымв ПТ ОУ в ых мязым д„ влпднпгп кввквлв имен» Гнздм ввоз« ю скпрпп'. вврвстввыя пп твм жв прычыввм Чьтввртьзй спаяло гчвхон. в прымхнвныв хлврв- КРВС1ыььндВХЗЯННППЗ УМВЛЫЛВННЯ КРхввхым: Л.1Я КО- хпрпгп трвбзе.~ » вявлвных в пммз вл лвпго квпквля лвлпзх лппп нвтлльылп; нвбпря 11«ызыч1прпв бплтхзююнлхя бяз лвлв пры малых знхчвннях сыхнвля., ых всвпж;пывыл хв1к нужны, 1вть хоюзюнт*лыы1з рнлтык ОУ л*, пжьв.м в вмвнннн1 лх-чысхлны.х лп1пн вяко1 ря: хт.ожнвввя схвмы и:, ьзявнвнвю .
прпстпй лпбявкпй ~мызтврных рюнсгх рвв Дяню *.я „рвям ырымвнясзяя ° ы .нзпих фнрм Ияп1 ПА. *Я: в НА5111. Вхыйях < лчз, Зжлчпы "". 1: 11 ыя хвпмчявыя чкпрмтв вврзс;яныя ырл базы хп . нффврхяпы11. ы1ых влхзю~ых пвгызлм зввыднмх; ь ск. рх«н нврв::вввя о взпды1»п ллффврвнлввлзы г: нгнвлх гвжвзвыв вв ры. Полоса нропъскавия в время установления.
Скорос1ь нарастания — это показатель гого, насколько быстро может изменяться напряжение выходного сигнала. Специфи капля ОУ по скорости иарасзания дамся обычно в предположении больпюго диф- Рыл 110 Олрвлвленыв врвмвыы усзввпвмз ' иывхжр ппрчдвляв1с» арл 1',„„— — ло1ычввюж пар*» ых лрв:-.д 1.„, .— 0,5 *.
„,„„, ференциального входного напряжеидйхк (бО мВ и более). что вполне оправдана",!.; при обычно встречающихся на практвкзйв2з значениях пезлевого усиления ОУ, выкф)3'',.14 нос напряжение козороуо озличается')ВВ'- 1.ого, которое. должно быль, будет испц -:.16. тывать на входе сильное воздейсз.вие с)В,",'-:~~.',' нала по цепи обратной связи В выоэйййбз! скоростных прецизионных схемах негй(в73~1 нее важно время установления выходв1й(х)";„';-' сигнала на том значении, к которомуй1)й'„, стремится„'следуя за изменением входа(йкззх го. Этот параметр -время угпзпнавдвйй)(.";-',~ (время. необходимое для установлев)й(!".11).' выходного сигнала с заданной точвостйзф.",; на окончательное значение. см, рис.
7.10)","ч всегла приводится в паспортах такй$,"; устройств как пифро-аналоговые преая)Л.",' разова1ели где точность .суть игры':й:,1 лля ОУ ов обычно ве указывается Мы сможем оценить время уставовЛ~"-,",' ния ОУ. рассмотрев вначале другх ю п)йй) блему. в именно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
