Типовые схемы балансировки и измерение входных погрешностей ОУ

Наиболее просто входной ток можно скомпенсировать так, как это показано на рис, 40. Для инвертирующего усилителя напряжение смещения от входного тока инвер­тирующего входа компенсируется падением напряжения, создаваемым входным током на переменном сопротивле­нии резистора R2. При каждом новом значении эквива

Рис. 40, Схемы компенсации входного тока: а — для инвертирующе­го усилителя; б — для неинвертирующего усилителя

лентного сопротивления резисторов R1 и Roc схема тре­бует подстройки.

В случае неинвертирующего усилителя напряжение смещения, возникающее от входного тока на сопротивле­нии источника входного сигнала, компенсируется паде­нием напряжения от протекания входного тока инверти­рующего входа через переменное сопротивление резис­тора R2. Для успешной компенсации сопротивление резис­тора R2 должно примерно в три раза превышать сопро­тивление источника входного сигнала.

Универсальные схемы балансировки ОУ по входам позволяют устранять смещение нуля для различных схем включения ОУ.

На рис. 41 показаны схемы балансировки инвертиру­ющих усилителей. Схема на рис. 41, а служит для балансировки усилителей с небольшим внутренним сопро­тивлением источника сигнала. В этом случае она не вно­сит существенной погрешности в коэффициент переда­чи инвертирующего усилителя. В ней R4 > R5, а ток, протекающий через резистор R4, определяемый потенци алом на движке потенциометра R2 и сопротивлением резистора R4, достаточен для создания на сопротивле­нии обратной связи Roc падения напряжения, компенси­рующего входные погрешности ОУ.

Рис. 41. Схемы балансировки инвертирующих усилителей: а — с не­большим внутренним сопротивлением источника сигнала; б — с боль­шим сопротивлением источника сигнала

Сопротивление резистора R6 должно быть равно со­противлению параллельно соединенных резисторов R5 и Roc для уменьшения дрейфа напряжения смещения за счет дрейфа входных токов.

Для примера произведем расчет цепи балансировки при R5 = 10 кОм, Roc = 100 кОм, и_ш = ±30 мВ. При таких номиналах резисторов коэффициент усиления схе­мы равен 10 и соответственно выходное напряжение сме­щения и_шк. см — и_см • 10=0,3 В.

Ток, необходимый для балансировки схемы, будет равен;

Примем R4 = 100 R₅=10010-10³=l МОм и опреде­лим необходимый максимальный яотенциал на движке резистора R2;

коэффициентом усиления тока базы р, допусти­мой мощностью, рассеиваемой на коллекторе транзисто­ра и максимально допустимым выходным током ОУ

Примем ток делителя равным

Тогда сопротивление всего делителя равно:

Сопротивление резистора R2 определится из соотно­шения:

Примем R₃=22 кОм. Тогда сопротивление резисторов R1 и R3 будет равно:

Как видно из приведенного расчета, ток, необходи­мый для балансировки при выходном сопротивлении ис­точника сигнала, равном 10 кОм, сравним со входным током ОУ, выполненном на биполярных транзисторах, поэтому при больших сопротивлениях источников сиг­нала необходимо применять схему, показанную па рис. 41, б.

В этой схеме инвертирующий усилитель балансирует­ся по неинвертирующему входу. Сопротивление резисто­ра R4 должно быть значительно меньше сопротивления резистора R3, а падение напряжения на сопротивлении резистора R4 при отсутствии одного из напряжений, питающих делитель R6 — R8, не должно превышать удво­енного допустимого синфазного напряжения применяемо­го ОУ. Сопротивление параллельно соединенных резис­торов R2 и R3 должно быть равным сопротивлению параллельно соединенных резисторов R1 и /?ссдля умень­шения дрейфа смещения за счет дрейфа входных токов.

Неннвертирующий усилитель можно балансировать одним из способов, показанных на рис. 42.

Схема на рис. 42, а предназначена для неинвертиру-юших усилителей, имеющих коэффициент усиления боль­ше единицы. В этой схеме резистор ^5 должен быть зна­чительно меньше резистора R6, чтобы не влиять на коэф­фициент усиления усилителя.

Для балансировки повторителей напряжения при­меняется схема, изображенная на рис. 42, б. Здесь сопротивление резистора R4 должно быть значительно больше сопротивления резистора R_oc. Ток балансировки определяется сопротивлением резистора R4 и падением напряжения на сопротивлении потенциометра R2.

Рис. 42.Схемы балансировки неннвертирующнх усилителей: а — для

усилителей с коэффициентом усиления больше единицы; б — для

повторителей напряжения

В заключение необходимо подчеркнуть, что схемы балансировки ОУ по входам вносят погрешности в коэф­фициенты передач усилителей и правильный выбор необ­ходимой схемы позволяет уменьшить эти погрешности.

для снижения мощности, рассеиваемой на коллекторе транзистора. Его сопротив­ление выбирается