7. Другие каскады с равномерными ачх

7.1. Фазоинверсный каскад

К аскад предназначен для перехода от несимметричного входа к симметричному выходу. Он состоит из объединенных по входу неинвертирующего и инвертирующего каскадов (Рисунок 7.1). на входе неинвертирующего каскада содержится пассивный делитель. резисторы этого делителя идентичны резисторам, используемым в цепи обратных связей неинвертирующего и инвертирующего каскадов на одинаковых ОУ. на рисунке 7.1 одинаковые резисторы имеют одинаковые позиционные обозначения.

Достоинством этого каскада является идентичность АЧХ неинвертирующего и инвертирующего плеч. Она обусловлена тем, что коэффициент передачи неинвертирующего плеча уменьшается входным делителем R1  R2 (см. (6.8, 6.9, 6.41, 6.42)), точно также как и в инвертирующем каскаде. Характеристики каскада и каждого из его плеч (неинвертирующего и инвертирующего) определяются соотношениями для инвертирующего каскада. Резистор R, сопротивление которого R=R1॥ R2, ставится в случае необходимости уменьшения сдвига нуля на выходе каскада (обычно при отсутствии такой необходимости этот резистор заменяется коротким замыканием).

7.2. Самобалансирующийся каскад с симметричным входом и симметричным выходом

К аскад используется в устройствах с высоким коэффициентом ослабления синфазной помехи. Он состоит из двух плеч на одинаковых неинвертирующих каскадах с общим резистором в цепях ОС R1. (Рисунок 7.2)

Передаточные характеристики каскада и каждого из его плеч определяются соотношениями для неинвертирующего каскада (см. п. 6.2.1). Отличие заключается лишь в том, что нулевой потенциал по сигналу находится “в середине” резистора R1 (на рис. 7.2 показано штриховой линией). В этой связи коэффициент усиления дифференциального сигнала, равный коэффициентам усиления каждого из плеч, определяется равенством

. (7.1)

Благодаря “плавающему” нулю каскад отличается высокой идентичностью коэффициентов передачи составляющих его плеч. Разбаланс коэффициентов передачи плеч каскада (например, за счет разброса номиналов резисторов R1) приводит к изменению “точки” нулевого потенциала цепи ОС так, что напряжение ОС плеча с большим коэффициентом передачи увеличивается, а напряжение ОС плеча с меньшим коэффициентом передачи уменьшается. В результате асимметрия плеч уменьшается в глубину ОС раз. Это приводит к тому, что разброс параметров элементов схемы практически не сказывается на асимметрии плеч каскада, поскольку глубина ОС равна разности коэффициентов передачи ОУ и каскада с ОС (см. рис. 6.1, 6.5). Принимая во внимание, что ОУ обычно порядка 100 – 120 дБ, а порядка 0 – 20 дБ, получаем разброс коэффициентов передачи плеч порядка 10^-6 – 10^-4 (т.е. порядка 0,001% при работе каскада в режиме неинвертирующего повторителя).

коэффициент усиления синфазной помехи каскада практически равен единице [7, 18, 19]. физически такой эффект объясняется тем, что симметричная схема одинаково усиливает синфазную помеху плечами каскада. Одинаковое усиление приводит к равным выходным напряжениям синфазной помехи на верхнем и нижнем плечах каскада. А это значит, что в любой точке цепи делителя напряжение синфазной помехи одинаково, т.е. выходное напряжение синфазной помехи полностью подается на инвертирующие входы ОУ обоих плеч (100% ООС по напряжению синфазной помехи). Другими словами, идеально симметричный входной каскад по синфазной помехе работает в режиме повторителя. При этом коэффициент ослабления синфазной помехи (КОСФП) каскада оказывается равным . Максимальная величина входного напряжения синфазной помехи ограничивается динамическим диапазоном входного ОУ. Разброс номиналов пассивных элементов входного каскада практически не ухудшает эффекта подавления синфазных составляющих входным каскадом из-за глубокой обратной связи по синфазной помехе. Обычно такой каскад реализуется на прецизионных малошумящих ОУ.