ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.03.2024
Просмотров: 156
Скачиваний: 0
Окрім кінцевого KОП , на значення коефіцієнта
передачі неінвертувального підсилювача впливає синфазна напруга. Тому для цієї схеми коефіцієнт підсилення визначимо за формулою
|
|
R |
|
|
K |
ОП |
|
KНР 1 |
|
2 |
|
|
|
||
R1 |
1 KОП |
||||||
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
1 |
. |
(9.6) |
||
|
||||
|
||||
|
|
|
|
|
|
Kпосл.сф |
|
||
Таким чином, складова мультиплікативної похибки, зумовлена кінцевим значенням коефіцієнта підсилення ОП, становитиме:
–для інвертувального підсилювача (згідно із (9.5) і (9.1))
|
КІ |
|
КІР КІП |
|
1 |
; |
(9.7) |
|
1 KОП |
||||||
|
|
КІП |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
–для неінвертувального підсилювача (згідно із (9.6)
і(9.2) )
КН НР НП KОП / Kпосл.сф . (9.8)
КНП 1 KОП
Проаналізувавши (9.7) і (9.8) можна зробити такі висновки:
1) для зменшення мультиплікативної похибки, зумовленої кінцевим значенням коефіцієнта підсилення ОП, необхідно вибирати ОП із більшим коефіцієнтом підсилення (KОП ) при зменшенні коефіцієнта зворотного
зв'язку ( );
2) під час використання неінвертувального підсилювача треба враховувати додаткову похибку, викликану кінцевим значенням коефіцієнта послаблення синфазного сигналу, зменшити яку можна, вибравши ОП із великим значенням Kпосл.сф ;
3) як випливає з (9.8), забезпечивши рівністьKОП Kпосл.сф , можна повністю компенсувати складову
196
мультиплікативної похибки, зумовленої нерівністю нескінченності значень коефіцієнтів KОП і Kпосл.сф .
Ще одна складова мультиплікативної похибок масштабувальних підсилювачів пояснюється зміною коефіцієнта підсилення ОП, що може бути обчислена з (9.5) і (9.6). Для інвертувального і неінвертувального підсилювачів вона має однакове значення:
КІ КНІ К |
|
|
1 |
, |
(9.9) |
|
|
|
|||
1 |
K |
||||
|
|
|
ОП |
|
|
де К KОП / KОП – відносна похибка коефіцієнта
підсилення ОП.
Аналіз (9.9) дозволяє зробити висновок про те, що похибка підсилювача із зворотним зв'язком, викликана нестабільністю коефіцієнта підсилення ОП, тим менша, чим більше петльове підсилення KОП . При цьому можна
вважати, що у скільки разів коефіцієнт підсилення підсилювача з негативним зворотним зв'язком менший за коефіцієнт підсилення ОП, у стільки ж разів похибка масштабувального підсилювача менша похибки коефіцієнта підсилення ОП, що її викликала.
Для схеми неінвертувального підсилювача є ще одна складова мультиплікативної похибки, зумовлена зміною коефіцієнта послаблення синфазного сигналу, значення якої можна обчислити так:
посл.сф |
посл.сф |
, |
(9.10) |
|
|||
|
Kпосл.сф |
|
|
де посл.сф Kпосл.сф Kпосл.сф – |
відносна похибка |
||
коефіцієнта послаблення синфазного сигналу.
Із формули (9.10) можна зробити висновок, що чим більшим буде коефіцієнт Kпосл.сф вибраного ОП, тим
менше ця похибка.
Вважаючи усі складові незалежними один від одного,
197
сумарну мультиплікативну похибку масштабувального підсилювача можна знайти з виразу
|
М .м |
|
2 |
2 |
2 |
2 |
|
, |
(9.11) |
|||
|
|
R |
|
K |
K |
|
посл.сф |
|
|
|||
при цьому |
складова |
|
посл.сф.І |
для |
інвертувального |
|||||||
підсилювача дорівнює нулю. Ще одна додаткова складова мультиплікативної похибки інвертувального підсилювача зумовлена нестабільністю його вхідного опору. Проте зазвичай вона не аналізується, оскільки порівняно з іншими складовими виявляється незначною.
Як випливає з (9.11), за інших рівних умов мультиплікативна похибка неінвертувального підсилювача виявляється більшою, що пояснюється наявністю синфазного сигналу на входах ОП.
Складова адитивної похибки, зумовленої напругою зміщення ОП, для інвертувального підсилювача розраховується таким чином:
|
ЗІ |
Uвих (U зм ) U зм (R1 R2 ) |
||||||||||
|
|
Uвих.н |
|
|
|
|
R1 |
|
(9.12) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
R1 |
|
U зм |
|
|
R1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
1 |
|
, |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
R2Uвх.н |
Uвх.н |
|
R2 |
|
|
||||
де Uвх.н , Uвих.н – відповідно найбільші значення вхідної і вихідної напруги масштабувального підсилювача.
За достатньо високих коефіцієнтах підсилення KIП (R2 R1) , можна вважати, що
|
ЗІ |
|
U зм |
. |
|
||||
|
Uвх.н |
|||
|
|
|||
Для неінвертувального підсилювача складова адитивної похибки, зумовленої напругою зміщення ОП, не залежить від коефіцієнта підсилення KНП :
198
|
ЗН |
|
U зм |
. |
(9.13) |
|
|||||
|
Uвх.н |
|
|||
|
|
|
|||
Таким чином, для зменшення цієї складової необхідно вибирати прецизійні ОП із малими значеннями напруги зміщення U зм , причому за невеликих коефіцієнтів
підсилення схема неінвертувального підсилювача має переваги, оскільки для неї точність перетворення може бути істотно вищою.
Складову адитивної похибки, зумовлену струмами інвертувального ( Iвх ) і неінвертувального ( Iвх ) входів ОП, можна визначити із виразу
|
|
|
|
|
|
R |
|
R1R2 |
|
I |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Uвих ( I ) |
|
|
3 |
|
R1 R2 |
вх |
||||
|
вх |
|
|
|
|
|
|
, |
|||||
|
|
Uвих.н |
|
|
KUвх.н |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
де |
K KIП |
|
– для інвертувального і |
K KНП – для |
|||||||||
неінвертувального підсилювача. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Звідси стає більш очевидною мета внесення до складу |
|||||||||||||
схеми |
рисунку |
9.1 |
резистора |
|
R3 |
для |
зменшення цієї |
||||||
складової похибки. За рівності вхідних струмів Iвх Iвх
повна корекція цієї складової досягається за виконання умови
R R1R2 . |
||
3 |
R1 |
R2 |
|
||
Проте у загальному випадку струми не дорівнюють один одному, а в схемі наявний ненульовий різницевий
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
||
вхідний струм |
ОП |
I |
вх |
|
I |
|
|
, |
тоді для |
|||
|
|
|
|
|
вх |
|
|
вх |
|
|
||
інвертувального підсилювача одержимо |
|
|
||||||||||
|
вхІ |
Uвих ( I ) |
R1 Iвх |
, |
|
(9.14) |
||||||
|
|
|||||||||||
|
Uвих.н |
|
|
|
Uвх.н |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а для неінвертувального
199
