Раздел: Документация
0 ... 14 15 16 17 18 19 20 ... 82 ному току соединен с землей через последовательно включенные резисторы R3 и R1. Если в рассматриваемой частотной полосе сопротивление конденсатора С1 достаточно мало, то переменное напряжение в точке а (рис. 3-10, в) будет таким же, как и на И-входе ОУ. Поскольку напряжения на И- и на Н-входах ОУ практически одинаковы, то в результате оказывается, что напряжения на обоих выводах резистора R3 почти равны. Вследствие этого ток через резистор R3 будет малым, а входное сопротивление усилителя по схеме рис. 3-10, в— большим. Коэффициент усиления этого усилителя может быть найден исходя из графа рис. 3-10, г: к (р). . Р°2 [(Gis+PCQ (Оа+&С,) -р2С,]-PC2G,pCl (G13 + рС,) (G3 + рС2) G2 - G\G2 - G2pC{G3 1+ 1 Из полученного выражения видно, что емкость конденсатора С2 не оказывает решающего влияния на нижнюю границу полосы пропускания усилителя. Этот факт является следствием высокого входного сопротивления усилителя. Формулу, определяющую входное сопротивление рассматриваемого усилителя за вычетом сопротивления конденсатора С2, можно найти, несколько видоизменив граф 3-10, г. В этом графе исток £/вх нужно заменить на исток /вх, проводимость ветви, выходящей из этого узла, считать равной единице, а вес вершины е+ принять равным G3. Тогда получим ZBx(p)--L == i±M ==-1-G2 (G+рСг)- (3 25) РС2 /вх (р) (0,з + рС,) G,G2 - G\G2 - G2pCxG3 Преобразуя (3-25), находим ZBX (р) = -Jr- + Я i + R3 + рСз • Соответственно модуль входного сопротивления на частоте со будет 12ВХ И / = V(R1 + R8f + [aCRs-1 /(соС2)]2. (3-26) Последнее равенство показывает, что модуль входного сопротивления усилителя по схеме рис. 3-10, а с ростом частоты неограниченно возрастает (напомним, что это равенство выведено при условии, что ОУ — идеальный). Этот вывод физически вполне понятен, если учесть, что с ростом частоты сопротивление конденсатора С1 уменьшается и напряжения на обоих выводах резистора R3 становятся почти одинаковыми. 3-3. Дифференциальные усилители Дифференциальные усилители, описываемые в данном параграфе, предназначены для усиления разности двух входных напряжений с заданным коэффициентом усиления. Простейший дифференциальный усилитель, содержащий одни ОУ, показан на рис. 3-11, а. Выходное напряжение такого усилителя нетрудно найти, пользуясь выведенными ранее формулами (3-1) и (3-18) для инвертирующего и неинвертирую-щего усилителей. Рассматривая выходное напряжение как R1RZ R1R2а R3  Рис 3-11 Схемы простейших дифференциальных усилителей (айв) и их графы (б и г) сумму двух независимых составляющих, одна из которых обусловлена сигналом £/,, а другая — сигналом V% получаем "«-"•«(И- (3-27) Нетрудно увидеть, что если принять то выходное напряжение будет изменяться пропорционально разности входных сигналов: Hi На рис. 3-11, б показан упрощенный граф для простейшего дифференциального усилителя, построенный в предположении, что применен идеальный ОУ [58]. Этот граф соответствует уравнению (3-27) и учитывает тот факт, что в идеальном ОУ, работающем в линейном режиме, напряжения на И- и на Н-входах равны между собой, е = е+ = е+. При применении реального ОУ дифференциальный усилитель будет каждое из входных напряжений усиливать с погрешностями, рассмотренными нами выше применительно к инвертирующему и неинвертирующему усилителям. Ранее мы говорили о том, что неинвертирующий усилитель в отличие от инвертирующего имеет дополнительную погрешность, вызываемую конечным коэффициентом ослабления синфазного сигнала MC(j, примененного ОУ. С учетом этой погрешности равенство (3-27) примет следующий вид: Таким образом, для того чтобы усилитель по схеме рис. 3-11, а действительно реагировал только на разность входных сигналов, нужно отношение сопротивлений R3/R4 устанавливать, исходя из равенства Rs Ri (х , 1 \ , 1 r4 яя v мсф; мсф Недостатками простейшего дифференциального усилителя являются относительно низкие входные сопротивления и трудность регулировки коэффициента усиления. Действительно, входные сопротивления усилителя по схеме рис. 3-11, а для сигналов U{ и Ui равны соответственно Из последних соотношений и равенства (3-28), в частности, следует, что если мы хотим иметь bxi = bx2, то должны принять R\ as—~г—:—~ > Д4—" Ri + R2Ri+ R« Низкие входные сопротивления простейшего дифференциального усилителя приводят к тому, что его коэффициенты усиления для сигналов V\ и U2 будут зависеть от внутренних сопротивлений источников этих сигналов. Что касается регулировки коэффициента усиления в рассматриваемом усилителе, то она возможна только путем одновременного изменения сопротивления двух резисторов (например, R2 и R4). В противном случае будет нарушаться равенство (3-28). Известна несколько усложненная схема дифференциального усилителя, которая позволяет производить регулировку усиления, не нарушая «дифференциальности» усилителя (рис. 3-11, в). 0 ... 14 15 16 17 18 19 20 ... 82
|
