1.11. Синфазная погрешность ду из-за несогласованности резисторов схемы

При нарушении условия (21): R₃ = R₁, R₄ = R₂ из-за допускового разброса номиналов резисторов, их различной температурной зависимости или старения ДУ усиливает также и абсолютную (синфазную) составляющую входного напряжения.

Выделим во входном сигнале ДУ дифференциальную и синфазную составляющие:

, (23)

. (24)

Тогда выходное напряжение ДУ (20) можно представить в виде:

. (25)

Первое слагаемое в (25) – дифференциальная составляющая выходного напряжения U_{вых д}, а второе – синфазная составляющая U_{вых сс}, т.е.

U_вых = U_{вых д} + U_вых,сс. (26)

При выполнении условия (21) имеем, как и ранее:

U_вых = U_вых,д = U_д , U_вых,сс = 0.

Оценим величину синфазной выходной составляющей (синфазной выходной погрешности) при нарушениях условия (21).

Дифференцируя U_вых,сс и U_вых,д из выражения (25) и учитывая затем, что: R₃ = R₁, R₄ = R₂, а dR₃  dR₁, dR₄  dR₂, получаем:

, (27)

(28)

Переходя от дифференциалов dR к их конечным приращениям, получаем:

, (29)

, (30)

или с учетом (22):

. (31)

Для максимальных значений R_к и наихудшего соотношения знаков при получаем:

, (32)

или , (33)

где R/R – относительная погрешность (суммарная допусковая, температурная и т.д.) резисторов R_к относительно своих номинальных значений.

Таким образом, синфазная выходная погрешность ДУ из-за несогласованности резисторов схемы определяется выражениями (29) и (32).

2. Самостоятельная подготовка

к выполнению лабораторной работы

1. Изучить основные характеристики операционного усилителя, основные усилительные схемы на ОУ, методы расчета усилителей на ОУ, методы экспериментального анализа усилителей на ОУ.

2. Подготовить бланк отчета в соответствии с требованиями к выполнению лабораторных работ.

2.1. Контрольные вопросы

1. Основные параметры ОУ.

2. Основные схемы усилителей на ОУ и выражения для коэффициентов усиления данных схем.

3. Передаточная характеристика ОУ.

4. Структурная схема усилителя с отрицательной обратной связью и основные уравнения.

5. Идеализация параметров ОУ.

6. Определение максимальной величины входного сигнала для усилителя на ОУ, работающего в линейном режиме.

3. Подготовка к проведению эксперимента

3.1. Описание экспериментальной установки

Установка (рисунок 9) включает цифровой осциллограф С8-39, комплекс учебный лабораторный КУЛ-1 и макет, позволяющий конструировать различные электронные схемы на ОУ или других интегральных схемах. К макету прилагаются соединительные провода и кабели.

Рисунок 9 – Схема экспериментальной установки

Макет состоит из корпуса, на верхней панели которого размещена контактная колодка с ОУ, несколько гнездовых колодок для подключения дискретных элементов и два коаксиальных разъема для подключения измерительных приборов. Все указанные конструктивные элементы соединены между собой согласно схеме, приведенной на рабочей зоне макета.

Монтажная схема рабочей зоны макета приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 – Монтажная схема рабочей зоны макета

(собрана схема инвертирующего усилителя)