Влияние напряжения смещения нуля и входных токов на погрешность в оу

Одним из факторов, влияющих на точность и работу устройств на ОУ является наличие в ОУ статических ошибок: напряжения смещения нуля и входных токов. Такие источники при отсутствии входного сигнала вызывают появление на выходе ОУ постоянного напряжения U_ош.вых.

Расчитаем U_ош.вых для первого каскада

Погрешность за счет входных токов мала по сравнению с погрешностью, связанной с напряжением смещения. Поэтому устранением этой погрешности можно пренебречь и вторые выходы ОУ в общей схеме просто заземляются.

Для второго каскада эта величина будет складываться из U_ош.вых собственно второго каскада и усиленной U_ош.вых первого каскада.

После первого и второго каскада необходимо поставить разделительный конденсатор, т.к. U_ош.вых после третьего каскада составит еще большую величину. Разделительный конденсатор не пропустит постоянную составляющую, следовательно для третьего каскада

Это достаточно большая величина, выходящая за пределы допустимой погрешности, следовательно её необходимо компенсировать. Это можно делать при помощи регулировочного потециометра (см. рис.1), поставленного на один из ОУ но есть более простой способ. На выход всего усилителя можно поставить небольшую ёмкость, которая не пропустит постоянную составляющую сигнала  U_ош.вых.

Тогда схема, например, выходного каскада будет иметь вид (Рис.3)

Расчитаем ёмкость между вторым и третим каскадом.

, где _н = (R_вых.пр + R_{вх.посл})C₂, М_н 1.035

R_вых.пр100Ом, R_{вх.посл}  R₅, _н = (10² + 10⁴)С₁

 С₂ = 1мкФ. С₃=С₂, т. к. каскады идентичны.

На выход ПУ поставим ёмкость, исходя из сопротивления нагрузки – С4 = 2мкФ.

Устранение помех источника питания.

За счёт источника питания может появляться помеха, которая будет влиять на режим работы операционных усилителей. Наиболее ощутимо это влияние будет в первом и во втором каскадах. Чтобы нейтрализовать влияние помех от источника питания на выводы питания операционнго усилителя можно поставить RC фильтры. На схеме это будет выглядеть следующим образом (Рис.4).

В еличины элементов R₇, R₈, C₅, C₆ выбираются из следующих соображений.

Падение напряжения питания на резисторах не должно превышать одного вольта, следовательно R₇ = R₈ =5кОм. Конденсаторы C₅, C₆ определяются из следующего условия

_RC1/f_н, где _RC = R*C – постоянная времени RC цепочки 

C₆ = C₇ Ф  C₅ = C₆ = 2мкФ.

Итого элементы

R₇ – R₁₀ = 5кОм

С₅ – С₈ =2мкФ.

Общая схема прецизионного микромощного усилителя.

Окончательная схема ПУ представленна в приложении к работе. Все конденсаторы – керамические, причём, в отличее от резисторов, они не обязательно должны быть прецизионными. Тип конденсаторов С_1,…,С₈ – К10-17.

Вывод.

Разработанная схема – прецизионный усилитель на трех каскадах - полностью удовлетворяет условиям технического задания. Она разработана на прецизионных усилителях и обычных конденсаторах; защищена от помех источника питания и источника сигнала.

Приложение 1

Поз.	Наименование	Кол.	Примеч.
	Конденсаторы
	Конденсатор К10 – 17 – 1мкФ±20%	3	С1,С2,С3
	Конденсатор КД – 2 – 2мкФ10	5	С4 – С8
	Резисторы
	Резистор С2-29В – 0.125 - 10кОм±0.05%	3	R1,R3,R5
	Резистор С2-29В - 0.125 - 100кОм±0.05%	3	R2,R4,R6
	Резистор С2-29В - 0.125 - 5кОм±0.05%	4	R7 – R10
	Микросхемы
	Микросхема 154УД1А	4