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.