Усилители постоянного тока

со сверхвысоким значением коэффициента усиления

Можно привести ряд доводов в пользу того, что не стоит, стремиться получить высокое значение коэффициента усиления на одном операционном усилителе при использовании схемы инвертирующего повторителя. В таких случаях резисторы обратной связи должны иметь очень большие сопротивления, а входные резисторы - очень маленькие. И то, и другое в принципе связано с некоторыми трудностями.

Если все-таки нужно получить высокое значение коэффициента усиления на одном каскаде (еще раз отметим, что обычно предпочтительней получать требуемое значение коэффициента усиления путем последовательного соединения нескольких каскадов), то можно воспользоваться схемой, приведенной на рис. 5.9. Ток /вх создается напряжением входного сигнала и определяется следующим образом:

(5.22)

Для того чтобы удовлетворялся закон Кирхгофа для токов, в схеме должен протекать ток /о.с, равный току /вх. Это означает, что напряжение в точке А должно быть таким, чтобы возникал ток 1а, равный

h = EjR,,,. (5.23)

Напряжение в точке А является частью выходного напряжения Евых, и величина его определяется делителем, состоящим из ре-

Рис. 5.9. Однокаскадный операционный усилитель с высоким значением коэффициента усиления.

зисторов Ri и R2. Соответствующее выражение для коэффици< ента передачи имеет вид

(5.24)

Однако имейте в виду, что задаче получения высокого значения коэффициента усиления на одном каскаде сопутствуют токи и напряжения смещения, а также трудности, связанные с трассировкой печатных проводников. Например, вы можете столкнуться с тем, что при высоком значении коэффициента усиления (от 5000 до 10 000) ток смещения величиной 1 мА может вызвать насыщение выхода усилителя. С этими схемами, как правило, легче справиться, если значение коэффициента усиления на каскад невелико и для каждого каскада или каждых дв}х каскадов предусмотрена компенсация смещения.

Глава 6

УСИЛИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Проще всего определить усилитель переменного тока как усилитель, чувствительный к сигналам переменного, а не постоянного тока. Однако из этого не следует, что усилители постоянного тока, о которых мы говорили в других главах, не воспринимают сигналы переменного тока. На самом деле они усиливают сигналы разных частот, от частоты постоянного тока до некоторой определенной частоты переменного тока. Напротив, усилители переменного тока воспринимают только сигналы переменного тока, иначе говоря, «изменяющиеся» сигналы, хотя нижний предел области определения частотной характеристики и составляет лищь доли герца. На самом деле для многих медицинских и научных приборов частотная характеристика определена вплоть до 0,05 Гц, но в связи с тем, что они не реагируют на постоянные сигналы, их относят к приборам переменного тока.

Почему их так называют?

Зачем же, спращивается, нужны усилители переменного тока, если большинство усилителей постоянного тока может также работать с сигналами переменного тока, имеющими частоту порядка нескольких килогерц? Хотя на первый взгляд этот вопрос может показаться праздным, на него все-таки нужно ответить. Зачастую усилитель переменного тока не имеет особых преимуществ перед усилителем постоянного тока; в таких случаях можно оставить свой выбор на усилителе постоянного тока, так как он проще. Однако в других случаях можно найти веские доводы в пользу усилителя переменного тока. Наверное, чаще всего к усилителю переменного тока прибегают в связи с необходимостью принятия мер против смещений в напряжении сигнала. Возьмем, например, распространенный электрокардиограф, с помощью которого снимают электрокардиограмму работы сердца. Американская Ассоциация больниц рекомендует полосу пропускания высококачественного электрокардиографа размещать в диапазоне от 0,5 до 100 Гц. Обратите внимание, что Нижний предел характеристики расположен очень близко к частотам постоянного тока. Возникает вопрос: почему бы не вос-