Научная статья на тему 'Архитектура дифференциальных операционных усилителей с повышенной синфазной помехоустойчивостью'

Архитектура дифференциальных операционных усилителей с повышенной синфазной помехоустойчивостью Текст научной статьи по специальности «Электроника. Радиотехника»

221
24
Поделиться
Ключевые слова
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ / ПРЕЦИЗИОННЫЙ ОУ

Аннотация научной статьи по электронике и радиотехнике, автор научной работы — Крюков С. В., Прокопенко Н. Н., Конев Д. Н.

Рассматриваются проблемы повторителей тока возникающие при разработке прецизионных ОУ отличие от единицы их коэффициента передачи по току оказывает отрицательное влияние на э.д.с. смещения нуля, коэффициент ослабления входных синфазных сигналов, коэффициент подавления помехи по питанию. Предлагается в качестве решения использование компенсирующих каналов при построения большого числа различных модификаций ОУ обладающих малыми статическими погрешностями, обусловленными влиянием повторителей тока, синфазным сигналом и изменением напряжений питания и температуры.

Architecture of differential operational amplifier with heightened cophased noise immunity

Problems of repeater of current, such as difference from 1 of current transmission coefficient makes negative influence on voltage of zero offset, attenuation of input cophased signals, coefficient of noise cancellation, which appear during a development of sensitive operational amplifiers are considered. Use of compensative cannels under big quantity of different modifications of operational amplifiers with small static error caused by influence of repeaters of current, cophased signal and variation of supply voltage and temperature is supposed.

Текст научной работы на тему «Архитектура дифференциальных операционных усилителей с повышенной синфазной помехоустойчивостью»

УДК 621.375.087.9

С.В.Крюков, Н.Н.Прокопенко, Д.Н. Конев

АРХИТЕКТУРА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ С ПОВЫШЕННОЙ СИНФАЗНОЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬЮ

Применение с 1960-1970 гг. в дифференциальных операционных усилителях (ОУ) активных нагрузок (АН) (или повторителей тока (ПТ)) существенно повлияло на качественные показатели аналоговых микросхем - коэффициент усиления при небольшом числе каскадов, энергетические параметры, быстродействие и т. п. Однако повторители тока создали ряд проблем для разработчиков прецизионных ОУ - отличие от единицы их коэффициента передачи по току оказывает отрицательное влияние на э.д.с. смещения нуля (есм), коэффициент ослабления входных синфазных сигналов (Кос.сф), коэффициент подавления помехи по питанию (Кпп).

На рис. 1 приведены три типовые структуры входных каскадов ОУ на базе повторителей тока.

в)

Рис. 1. Базовая архитектура входных каскадов операционных усилителей

Существенная особенность дифференциальных усилителей (ДУ) рис. 1 -наличие у них как минимум двух основных каналов передачи сигнала (Р1 и Р2). Если эти каналы идентичны, то следует ожидать, что такая схема ДУ характеризуется высокой симметрией и, как следствие, обладает эффектом взаимной компенсации их погрешностей.

К симметричным архитектурам следует отнести схему рис. 1б, а в схемах рис. 1а и рис. 1в число повторителей тока по первому каналу усиления (Р1) отличается от числа повторителей тока во втором канале (Р2). Поэтому схемы рис. 1а и рис. 1б относятся к числу потенциально несимметричных, характеризующихся более высокими статическими погрешностями.

Потенциальная возможность уменьшения статических погрешностей классических ДУ рис. 1а и рис. 1в за счет введения специальных компенсирующих каналов [1-7] поясняется рис. 2.

-т--------т--------------О +

ПТк

Рис. 2. Архитектура ДУ с повышенным Кос.сф [1-7]

Рис. 3. Способы введения компенсирующих каналов в ОУ с двухтактными

выходными каскадами

В архитектуре рис. 2а, которая включает различные типовые параллельнобалансные каскады (ДК1) и основную активную нагрузку (ПТ1), предусмотрен дополнительный повторитель тока ПТк, идентичный основному ПТ1, а также канал передачи выделенной таким образом ошибки усиления сигнала (1р) на выход каскада (Вых).

Отличие архитектуры рис. 2б от рис. 2а состоит в том, что повторитель тока (ПТк) канала компенсации и базовый повторитель тока ПТ1 «привязаны» к разным шинам питания.

В архитектурах рис. 3, которые являются двухтактными, также

обеспечивается компенсация статических погрешностей, возникающих из-за неидентичности двух каналов передачи входных сигналов.

Рассмотренная выше концепция введения компенсирующих каналов положена в основу построения большого числа различных модификаций ОУ [1-7] с малыми статическими погрешностями, обусловленными влиянием повторителей тока, синфазным сигналом и изменением напряжений питания и температуры.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дифференциальный усилитель с повышенным ослаблением помехи по

питанию/ Прокопенко Н.Н., Крюков С.В., Хорунжий А.В.; заявка на патент Российской Федерации, МПК8 И03Б 3/34, 3/45. - № 2007118320/09; заявл.

16.05.2007.

2. Дифференциальный усилитель с повышенным ослаблением синфазного

сигнала/ Прокопенко Н.Н., Крюков С.В., Хорунжий А.В.; заявка на патент Российской Федерации, МПК8 И03Б 3/34, 3/45. - № 2007117113/09; заявл.

07.05.2007.

3. Дифференциальный усилитель с малым напряжением смещения нуля/

Прокопенко Н.Н., Конев Д.Н., Хорунжий А.В.; заявка на патент Российской Федерации, МПК8 И03Б 3/34, 3/45. - № 2007115969/09; заявл. 26.04.2007.

4. Дифференциальный усилитель с малым напряжением смещения нуля/

Прокопенко Н.Н., Конев Д.Н., Хорунжий А.В.; заявка на патент Российской Федерации, МПК8 И03Б 3/34, 3/45. - № 2007115714/09; заявл. 25.04.2007.

5. Дифференциальный усилитель с повышенным ослаблением синфазного

сигнала/ Прокопенко Н.Н., Хорунжий А.В., Крюков С.В.; заявка на патент Российской Федерации, МПК8 И03Б 3/34, 3/45. - № 2007116787/09; заявл.

03.05.2007.

6. Дифференциальный усилитель с повышенным ослаблением синфазного

сигнала/ Прокопенко Н.Н., Конев Д.Н., Крюков С.В.; заявка на патент Российской Федерации, МПК8 И03Б 3/34, 3/45.- № 2007119343/09; заявл.

24.05.2007.

7. Дифференциальный усилитель/ Прокопенко Н.Н., Конев Д.Н., Хорунжий

А.В.; заявка на патент Российской Федерации, МПК8 И03Б 3/34, 3/45. - № 2007115964/09; заявл. 26.04.2007.