Эти значения соответствуют усилению, равному единице. Если желательно иметь коэффициент усиления порядка 20, используйте следующие соотношения:

fo = 0,159Q/HA). (17.43)

R, = 2A,R,. (17.44)

Остальные соотношения для усилительного фильтра такие же, как для фильтра с единичным усилением. Имейте, однако, в виду, что высокие значения Q и коэффициента усиления не всегда полностью совместимы с требованиями простоты конструкции и легкости настройки. Если из-за этого возникнут затруднения (особенно в связи с самовозбуждением), уменьшите коэффициент усиления и компенсируйте это уменьшение в последующих каскадах. Таким образом, мы «разменяли» усиление. Это делается по той причине, что в задачах фильтрации добротность Q - более критичный параметр.

Глава 18

НЕКОТОРЫЕ СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

Во многих книгах, написанных на рассматриваемую нам» тему, в многословной манере говорится, что надо делать то-та и то-то, приводятся слишком упрощенные схемы и дается масса советов относительно того, как проектировать эти схемы. Но когда читатель действительно приступает к соединению этих схем и испытывает их сам, то оказывается, что они не оправдывают его надежд. Причина состоит в том, что большинство приводимых в книгах схем основывается на обманчивой надежде: использовании идеальных компонентов. В этой главе мы обсудим некоторые из наиболее общих схемотехнических проблем, особенно те, которые связаны с операционными усилителями. Такое исследование, вероятно, поможет вам понять назначение некоторых компонентов, кажущихся с первого взгляда ненужными.

Смещение по постоянному току

Напряжение смещения - это то напряжение, которое существует на выходе операционного усилителя или другой линейной ИС, когда входное напряжение равно нулю. Как вы, наверное, помните, выходное напряжение операционного усилителя должно быть равно нулю, когда дифференциальное входное напряжение равно нулю. Большинство проблем, связанных с напряжением смещения, объясняется наличием двух основных источников: входното тока смещения и входного напряжения смещения.

Входное напряжение смещения создает «ложное» выходное напряжение, возникающее благодаря накоплению несбалансированных напряжений, потенциалов переходов и т. д. Оно может быть измерено путем подключения ко входу исследуемой схемы источника питания с напряжением около милливольта и контроля выходного напряжения. Входное напряжение, требуемое для того, чтобы свести выходное напряжение к нулю, равно входному напряжению смещения. Входное смещение можно также приближенно определить следующим образом ( при условии, что вход заземлен):

вых.сч ~-вх.смо.с- (1-1)

Рис 18 1 Токи в суммирующей точке реального операционного усилителя (о); включение компенсационного резистора (б).

Другой общий источник выходного напряжения смещения - это входной ток смещения. Он возникает как результат необходимости смещения входных транзисторов. Поскольку мы имеем два входа, им будут соответствовать два тока смещения, /см1 и /см2. Эти токи протекают в одном направлении, но, поскольку входы имеют противоположный смысл, на выходе они будут взаимно компенсироваться. Среднее значение тока смещения равно

СМ1 + 7с\12

см "

(18.2)

Если эти токи равны между собой, среднее значение будет в точности равно каждому току смещения. В этом случае /см = = /см1=/см2, так что выходное напряжение, генерируемое этими токами, будет полностью скомпенсировано.

Ток смещения вызывает появление другого типа напряжение смещения на выходе. Рассмотрим схему рис. 18.1, а. Это обычный инвертирующий повторитель. Полагая Е равным нулю, мы можем рассматривать схему так, как если бы входной вывод резистора JRbx был заземлен. При таких обстоятельствах выходное напряжение должно быть нулевым, но на самом деле это не так. Ток hw\ протекает на землю через цепь, состоящую из двух параллельных резисторов; поэтому напряжение в точке А будет равно

Е,= I

ВХ "Ь о.с

(18.3)

Это напряжение рассматривается как входной сигнал и вырабатывает выходное напряжение

£вых = /смЛ.с- (18.4)

Простое средство для исправления положения состоит в том, чтобы приложить такое же напряжение той же полярности к