5. Вход ОУ "потенциально заземлен". Это означает, что напряжение на входе усилителя пренебрежимо мало. Чем больше коэффициент усиления ОУ, тем меньше напряжение на входе усилителя. Уже указывалось, что вход усилителя очень часто называют "суммирующей точкой", так как в этой точке происходит суммирование токов от всех сигналов. Чем меньше входной ток ОУ, тем выше точность суммирования. Для получения малых значений входных токов во входных дифференциальных каскадах ОУ используются эмиттерные повторители. В высокоточных ОУ на входе устанавливаются полевые транзисторы или другие МОП приборы, имеющие очень малый входной ток.
6. ОУ обладают напряжением дрейфа нуля выходного сигнала поскольку они являются усилителями постоянного тока. Дрейф нуля проявляется в медленном изменении выходного напряжения усилителя при нулевом сигнале на входе. При расчетах схем это самопроизвольное изменение выходного напряжения рассматривается как некоторое эквивалентное изменение входного напряжения. Основными причинами дрейфа являются нестабильность источников питания, изменение температурного режима работы схемы и нестабильность характеристик элементов (резисторов, транзисторов, диодов и т.п.). Дрейф нуля выходного сигнала - источник вычислительных погрешностей решающих блоков. Для его уменьшения применяют стабилизированные источники питания, предварительное старение элементов, устанавливают стабильные резисторы и конденсаторы. Однако всех этих мер недостаточно. Поэтому в ОУ применяются специальные схемные способы компенсации дрейфа.
Современные аналоговые машины комплектуются ОУ, построенными на основе интегральных схем. В них используются последовательно соединенные дифференциальные каскады. Они дополняются источником стабилизированного тока с температурной компенсацией, что позволяет компенсировать дрейфы напряжения питания. Особенности схемных решений, а также точное согласование напряжений база - эмиттер (возможное лишь в транзисторах, полученных на одном кристалле) позволяют иметь высокостабильные операционные усилители.
Применение настройки нуля ОУ не является эффективным средством уменьшения влияния напряжения смещения, поскольку при изменении температуры окружающей среды или по истечении определенного времени на выходе ОУ появляется дрейф нуля. Существуют специально спроектированные ОУ, в которых напряжение дрейфа нуля настолько мало, что настройку нуля производить практически не требуется.
В основе схемы такого усилителя лежит схема усилителя напряжения переменного тока, являющегося практически бездрейфовым элементом, так как постоянное напряжение смещения или его низкочастотный дрейф не передается через переходные RC-цепи.
Входной сигнал ОУ, так же как и напряжение дрейфа нуля, может быть очень низкочастотным. Для усиления такого сигнала на усилителе напряжения переменного тока входной сигнал должен быть преобразован в переменное, а после усиления - снова в постоянное напряжение.
Для выполнения этих преобразований используются модуляторы и демодуляторы.
Итак, к ОУ подключается
дополнительный усилитель, которому принципиально не присущ дрейф нуля, по
схеме, изображенной на рис. 1.28. Дополнительный усилитель, состоящий из
модулятора М, преобразующего напряжение US инфранизкой частоты в переменное напряжение 
усилителя переменного тока, усиливающего это
напряжение, и демодулятора ДМ, преобразующего переменное напряжение 
в напряжение US1 инфранизкой частоты, называют МДМ -
каналом. МДМ канал представляет собой низкочастотный усилитель напряжения
постоянного тока, у которого напряжение смещения нуля отсутствует. Коэффициент
усиления МДМ - канала связан с kN соотношением kMDM=(0.1¸0.2)k~ и составляет сотни - тысячи единиц.
Граничная частота работа МДМ - канала определяется постоянными времени его
входного и выходного фильтра, и, как правило, бывает в сотни раз меньше частоты
модуляции.
На низких частотах входной сигнал усиливается МДМ - каналом и ОУ в (kMDM×kоу) раз. В то же время смещение нуля происходит только в ОУ и напряжение дрейфа нуля, приведенное ко входу ОУ, усиливается только в kоу раз. Отношение полезного сигнала к помехе остается большим.
При повышении частоты входного сигнала kMDM уменьшается до нуля, а входной сигнал и напряжение дрейфа, приведенное ко входу, усиливается ОУ в kоу раз. Но на этих частотах сам дрейф нуля мал, поэтому отношение полезного сигнала к помехе по-прежнему остается большим.
рис. 1.28
Наличие МДМ - канала приводит к уменьшению погрешности выполнения математической операции, вызванной дрейфом нуля усилителя постоянного тока в kMDM раз.
Значение
напряжения дрейфа, приведенного ко входу ОУ с МДМ - каналом, составляет единицы
- десятки микровольт, что позволяет практически исключить операцию настройки
нуля.
Глава 2. НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕШАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.
Лекция №10
1. Блоки нелинейных функций.
2. Кусочно - линейная аппроксимация нелинейной функции.
3. Схемы нелинейных звеньев, воспроизводящих ломаные линии.
2.1. Блок нелинейных функций
Одной из задач исследования САУ с помощью АВМ является определение влияния нелинейностей на поведение и показатели системы. Для решения подобных задач в состав АВМ должны входить блоки, реализующие нелинейные зависимости и называемые функциональными преобразователями (ФП). Эти устройства должны воспроизводить заданную нелинейную зависимость одной переменной с погрешностью не более 1-2% максимального значения. В настоящее время наиболее широкое распространение получили диодные функциональные преобразователи (ФП).
Функциональные преобразователи можно разделить на универсальные, позволяющие путем их настройки воспроизводить различные функциональные зависимости, и специализированные, предназначенные для воспроизведения только одной определенной функциональной зависимости. К специализированным ФП относятся множительные и делительные устройства, а также ФП, воспроизводящие типичные нелинейности динамических систем. Универсальные ФП предназначаются для реализации полученных теоретически или экспериментально нелинейных зависимостей, имеющих конечное число разрывов первого рода. Реализация нелинейной зависимости диодным ФП основана на кусочно-линейной аппроксимации заданной функции:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.