Схемотехника. Ашанин В.Н - 40 стр.

UptoLike

45
Приведенная составляющая аддитивной погрешности, обусловлен-
ная напряжением смещения
U
см
ОУ, для инвертирующего усилителя рас-
считывается следующим образом
(
) ()
,
2
1
1
2
1
1
21
вхн
см
вхн
см
выхн
смвых
си
+=
+
=
Δ
=γ
R
R
U
U
UR
R
R
RRU
U
UU
(2.19)
где
U
вхн
, U
выхн
номинальные (наибольшие) значения входного и выходно-
го напряжений масштабирующего усилителя соответственно.
При достаточно больших коэффициентах усиления
К
и
(R2>>R1),
можно считать, что
γ
си
U
см
/U
вхн
.
Для неинвертирующего усилителя приведенная составляющая аддитивной
погрешности изза напряжения смещения ОУ не зависит от коэффициента
усиления
К
н
и равна
γ
сн
=U
см
/U
вхн
. (2.20)
Таким образом, для уменьшения данной составляющей следует вы-
бирать прецизионные ОУ с малыми значениями напряжения смещения
U
см
, причем при небольших коэффициентах усиления предпочтительней
оказывается схема неинвертирующего усилителя, поскольку в этом случае
точность преобразования может быть существенно выше.
Приведенную составляющую аддитивной погрешности, обусловлен-
ную токами инвертирующего (
i
вх
) и неинвертирующего (i
вх+
) входов ОУ,
можно определить, используя выражение
()
вхн
вхвх
выхн
вых
вх
21
21
3
UK
i
RR
RR
iR
U
iU
β
+
=
ΔΔ
=γ
+
, (2.21)
где К=К
и
для инвертирующего и К=К
н
для неинвертирующего усилите-
ля. Отсюда становится ясным включение в состав схемы резистора R3 – с
целью уменьшить данную составляющую погрешности. В случае равенст-
ва входных токов i
вх+
и i
вх
полная коррекция ее достигается при выполне-
нии условия
.
21
21
3
RR
RR
R
+
=
(2.22)
Однако в общем случае токи не равны друг другу, и имеется ненулевой
разностный входной ток ОУ Δi
вх
=i
вх+
i
вх
. Тогда для инвертирующего уси-
лителя с учетом (2.22) и (2.5), получим
,
1
вхн
вх
вхи
U
iR
Δ
=γ
(2.23)
      Приведенная составляющая аддитивной погрешности, обусловлен-
ная напряжением смещения Uсм ОУ, для инвертирующего усилителя рас-
считывается следующим образом
            ΔU вых (U см ) U см (R1 + R 2 )      R1    U ⎛      R1 ⎞
     γ си =               =                 ⋅         = см ⎜1 +    ⎟, (2.19)
              U выхн             R1           R 2U вхн U вхн ⎝ R 2 ⎠
где Uвхн, Uвыхн – номинальные (наибольшие) значения входного и выходно-
го напряжений масштабирующего усилителя соответственно.
      При достаточно больших коэффициентах усиления Ки (R2>>R1),
можно считать, что
                                   γси ≈Uсм/Uвхн.
Для неинвертирующего усилителя приведенная составляющая аддитивной
погрешности из–за напряжения смещения ОУ не зависит от коэффициента
усиления Кн и равна
                                        γсн =Uсм/Uвхн.                (2.20)
      Таким образом, для уменьшения данной составляющей следует вы-
бирать прецизионные ОУ с малыми значениями напряжения смещения
Uсм, причем при небольших коэффициентах усиления предпочтительней
оказывается схема неинвертирующего усилителя, поскольку в этом случае
точность преобразования может быть существенно выше.
      Приведенную составляющую аддитивной погрешности, обусловлен-
ную токами инвертирующего (iвх–) и неинвертирующего (iвх+) входов ОУ,
можно определить, используя выражение
                                                       R1R 2
                                           R3iвх + −          iвх −
                           ΔU вых (Δi )              R1 + R 2
                    γ вх =              =                           , (2.21)
                            U выхн               β K ⋅ U вхн
где К=Ки – для инвертирующего и К=Кн – для неинвертирующего усилите-
ля. Отсюда становится ясным включение в состав схемы резистора R3 – с
целью уменьшить данную составляющую погрешности. В случае равенст-
ва входных токов iвх+ и iвх– полная коррекция ее достигается при выполне-
нии условия
                                      R1R 2
                              R3 =            .                     (2.22)
                                     R1 + R 2
Однако в общем случае токи не равны друг другу, и имеется ненулевой
разностный входной ток ОУ Δiвх=iвх+– iвх–. Тогда для инвертирующего уси-
лителя с учетом (2.22) и (2.5), получим
                                      R1Δiвх
                              γ вхи =         ,                     (2.23)
                                       U вхн

                                    45