Схема формування рівня “віртуальної землі” за однополярне живлення. Схема формування рівня компенсації зміщення нуля

Додаток до лабораторних робот №1-3

Тема: Дослідження операційного підсилювача.

Схема формування рівня “віртуальноїземлі” за однополярне живлення 

У більшості випадків для живлення операційних підсилювачів використовується двуполярне живлення – три дроти живлення: U_+p, U_-p і Gnd. Потенціал лінії Gnd використоавується у якості опорного. Але інколи виникає потреба  в використованні однополярного живлення – два дроти без лінії Gnd. В такому випадку виникає необхідність у формуванні опорного потенціалу U_g відносно якого ведеться відлік напруг. У якості такого потенціалу  цілком можливо використовувати потенціал одниєї з напруг живлення: U_+p, або U_-p, але це не завжди зручно.

 Зручніше за все, коли опорний потенціал знаходиться  на рівних відстанях від потенціалів напруг живлення U_g=½·(U_+p+U_-p). Такий опорний потенціал можна сформувати звичайним подільником на однакових опорах R1=R2, під’єднаних до ліній джерела живлення. Але таке рішення має суттєвий недолік пов’язаний з впливом струму навантаження на зміщення потенціалу. Для того щоб зміщення було мінімальним, треба обирати резистори R1, R2 з мінимальним опором. А це викликає додатковий струм від джерела живлення, навіть за відсутністю навнтаження, або за нульової напруги сигнала.

Більш економічним є використання операційного підсилювача (ОП). Для підсилення струму опорного потенціалу  ОП включається за схемою повторювача напруги (див. малюнок), на вхід якого подається напруга з резистивного подільника, а вихід використовується в якості “віртуальної землі”.  Опори подільника можна обрати достатньо великими, так щоби струм подільника був дуже малим. Така схема споживає струм джерела тільки тоді, коли це необхідно, і не споживає струм у випадках  відсутності навантаження, і  нульової напруги сигнала.

Схема формування рівня компенсації зміщення нуля

Для компенсації зміщення нуля входів ОП для мікросхем, в яких непередбачено відповідних додаткових виводів, можна використовувати наведену схему. 

До подільника R1, R2 формування “віртуальної землі” додатково під’єднується подільник r1, r2 з малих опорів, таких  щоб на ціх опорах падала напруга близько декількох mV.  Необхідну напругу компенсації зміщення U0 можна отримати з змінного опору VR, під’єданого паралельно опорам  r1, r2.