4. Максимальна швидкість зміни вихідної напруги в режимі великого сигналу при замкненому колі зворотного зв’язку обчислюється за формулою:

SR= , (2.10)

тоді вираз для обчислення максимально дозволеної частоти

. (2.11)

Від цього параметра залежить смуга максимальної потужності – частота, на якій ОП передає максимальну амплітуду сигналу з викривленнями, меншими за 1 %.

• Прецизійні ОП мають максимальну швидкість зміни вихідної напруги меншу від 1 В на мікросекунду, що відповідає частоті 16 кГц для амплітуди вихідного сигналу 10 вольтів. Швидкодіючі ОП мають швидкість зміни вихідної напруги SR більшу, ніж 0,5 кВ/µ сек ( =8 МГц).

5. Еквівалентна постійна часу в режимі малого сигналу при замкненому контурі зворотного зв’язку визначає час зростання , за який рівень вихідної напруги ОП збільшиться від 10% до 90 % номінального значення (реакція на ступінчасте збудження по входу, глибина зворотного зв’язку 100%, 0,5 В) (рис. 2.8). Якщо глибина зворотного зв’язку зменшується, постійна часу пропорційно збільшується.

6. Час повного заспокоєння ОП – це час, протягом якого вихідна напруга ОП в режимі великого сигналу ( у межах 5 – 10 вольтів) стабільно досягає номінального значення з відхиленням менше ніж 0,1% (реакція на ступінчасте збудження по входу, глибина зворотного зв’язку 100%) (рис. 2.9). Для деяких типів ОП допускова зона може бути 0,01%.

Рис. 2.8

Цей параметр потрібно враховувати під час проектування схем ВП на ОП, де має місце комутація сигналів з різними рівнями напруги на вході АЦП.

Рис. 2.9

Тоді він визначає час затримки до наступного циклу вимірювання.

2.3. Розрахунок похибок перетворення сигналів

2.3.1. Адитивні похибки

Розрахунок адитивних складових похибок схем на ОП бажано проводити в масштабі вихідної величини оскільки розрахункові формули лишаються дійсними для всіх способів включення ОП. Це пояснюється тим, що коефіцієнт підсилення напруги зміщення не залежить від способів включення ОП (на відміну від коефіцієнта підсилення корисного сигналу). Коефіцієнт підсилення напруги зміщення, відповідно до еквівалентної схеми, дорівнює і називається коефіцієнтом шуму. Тут – це коефіцієнт передачі кола НЗЗ. Для схеми інвертуючого підсилювача (рис. 1.2) маємо .

Абсолютна адитивна похибка схеми на ОП буде:

_. (2.12)

Відносна адитивна похибка обчислюється як

, (2.13)

а приведена адитивна похибка

, (2.14)

де – номінальна вихідна напруга. Зазвичай її значення дорівнює 10 вольтам.

Як зазначалося в п 2.1, сумарна складова напруги зміщення має п’ять складових, зумовлених такими чинниками:

• початковою напругою зміщення і температурним дрейфом,

• струмами зміщення,

• неоптимальністю послаблення синфазного сигналу,

• пульсаціями в колах живлення,

• шумовими властивостями вхідних кіл ОП.

Ці складові слід розглянути окремо.

1. Початкова напруга зміщення і температурний дрейф

Ця складова зумовлена початковою наругою зміщення нуля ОП, яка може бути ефективно скомпенсована (п.2.4.2), та температурним дрейфом напруги зміщення.

е _зм.1 = е _зм.0. + е _др ^. (Т₂ – Т₁) (2.15)

– початкове зміщення нуля;

е _др – дрейф зміщення нуля.

Перший елемент цієї суми е _зм.0 враховує початкове (технологічне) зміщення нуля і компенсується за допомогою змінного опору, підключеного до корегуючих виходів ОП (п 2.4.1.), чи за допомогою спеціальних схем корекції. Ця компонента похибки трактується як основна чи методична.

Другий елемент суми е _др^. (Т₂ – Т₁) показує вплив зміни температури навколишнього середовища на зміщення нуля в ОП та самостійну зміну цього параметра, передусім за рахунок внутрішнього самопрогріву ОП. Вона враховується як додаткова похибка.

Якщо після обчислення виявиться, що цей чинник вносить суттєвий додаток до загальної похибки, то треба використовувати спеціальні схеми корекції чи термостабілізувати вимірювальний перетворювач.

2.Струми зміщення

Ця складова обчислюється як

е _зм.2 = . (2.16)

Якщо резистори підбирати за умови , тоді для ОП на біполярних транзисторах для ОП цього типу ( << ) похибка буде суттєво знижена і вираз (2.16) набуває такого вигляду:

е _зм.2 = R₃ . (2.17)

Треба зазначити, що для ОП на польових транзисторах

і – величини одного порядку. Тому нижчезгадана процедура з підбором опорів R1, R2 позитивного результату не дає.

Для обчислення впливу температури на використовують залежність:

е _зм.2 = . (2.18)

Як випливає з цієї залежності, за наявності резистора R₃ у схемі інвертуючого підсилювача (рис.1.2) зміщення е_зм.2 залежить від неідентичності вхідних некерованих струмів зміщення та їх зміни від температури.

Перший елемент суми в рівнянні (2.18) пов’язаний з основною похибкою перетворення і може бути ефективно скомпенсований (п.2.4.2), а другий – з додатковою.