Рис 5 9 Опеоационный усилитесь к!40УД22

Приемлемую схему инстру- IhOHMZd

ментального усилителя мол<но получить, если на входе универсл..ь-иого ОУ использовать специальный прецизионный усилитель с небольшим коэффициенюм усиления иапряяченил, но с высоким входным сопротивлением и малыми дрейфами напряжения смещеипя Такой входной каскад обеспечит точный прием и неискаженную передачу информации для дальнейшей обработки на универсальный ОУ, который, в свою очередь, обеспечит требуемый коэффициент усиления /(iL>50010 В настоящее время по этому принципу разработано несколько полупроводниковых ОУ (табл 5 3) Операционный усилитель КМ55иД1 имеет малое напряжение смешения нуля lJt.i<0.5 мВ, малые уровни дрейфа и шумов и К--.>10. Но основным свойством этого ОУ является то, что он позволяет поддерживать с высокой точностью большое значение коэффициента усиления ОУ замкнутого ООС. Можно получить K\u = = 10бО±0,3% Характеристики усилителя обеспечиваются прпнцппи-альной схемой входного каскада, который построен по простой дисЬ-фереициальной схеме с резистивными нагрузками (рис 5.10). Однако для уменьшения дрейфов входные транзисторы VT1 н VT3 представляют собой параллельные соединения двух транзисторов (рис. 5 10, 61 Уменьшение теплового воздействия со стороны элементов мощных выходных транзисторов достигается специальны.м размещением входного каскада. Транзисторы VTl и VT3 занимают большую площадь па кристалле (приблизительно его третью часть) и размеитены крест-накрест. Остальная часть ОУ соответствует схеме обычного двухкаскадного ОУ. Амплитудно-частотная характеристика ОУ корректируется двумя цепями частотной коррекции (рис 5 10, в). Зависимость Кцот частоты разомкнутого усилителя показана на рис. 5 10, а, а АЧХ ОУ в режиме масштабного усилителя - на рис. 5.10,5. В табл 5 3 дтя ОУ К.Ут531УД1 указан коэффициент влияния источника питания К , .

Операционный у;нлитель КР140УД17 имеет внутреннюю схему частотной корректли и может работать в диапазоне питающих напряжений ±3...±!8 В. Ттшовая схема его включения и с\ема балансировки приведены на рнс. 5.11. Для этого усилителя гарантируются следующие шумовые характеристики; спектральная плотность иапря-

Ихсния шумов в полосе частот 0...500 Гц ие менее 38 нВ/1 Гц при

Rr=0 и 600 нВ/Т Гц при Rr = 200 кСм, Остальные параметры ОУ КР140УД17 классифгщирхются по двум группам А и Б. Параметры Для микросхем группы к приведены в табл, 5 3. для группы Б: Куи~ = 120. 10; Uc =150 мкВ;*[вх=12 и.А.

На рнс. 5.12 приведены микросхемы титов 140УД26 и 140ЬД27, выполненных по базовой технологнн ОУ К140УД!7. Микросхемы нчеют коэффициент усиления напряже-;1гя К..5?-10 и предназначены для построения масштабного усилителя с коэффициентом, рав-

Пр- к \Ы 0 500 Гц.

РЫМ 1000. В-эзможно снижение 1\0эффпциен1а. Однако прн коэффициенте усилег.ня масштабного усилителя менее 5 устойчивость ОУ не обеспечивается. Параметры усилителей приведены в табл. 5 3. Устиите.ти 140УД26 и 140УД27 выполнены в одинаковых корпусах, имеют аналогичное расположение выводов однако различаются не техническим характеристикам. ЛЬисросхе.ма 140УД26 предназ}1ачеиа для работы в низкочастотных устройствах, в то время как микросхема 140УД27 -в высокочастотных. Оба усилителя работают от двух источников питания Lnn=±15 В±10% и выпускаются трех типономиналов А, Б, В, различающихся значениями параметров и их температурных дрейфов.

Давно известный способ точного усиления постолниого тока путем модуляции его в переменный, усиления переменного тока и обратного преобразования - демодулпрования нашел применение и в -микросхемах. Он позволяет реализовать схемы инструментальных ОУ с напряжением смещения и его дрейфом в 5, а с входными токами в 10 раз ниже, чем в ОУ прямого усиления. Такой способ позволяет реализовать прецизионные ОУ по более технологичной МОП-технологии. На рис. 5 13, а приведена структурная схема прецизионного предусилителя К140УД13, построенного иа КМОП-структурах. Усилитель имеет Kyu = 10, Кос сф=--90 дБ и Ucm= = 0,05 мВ, малые температурные и временные дрейфы Нсч и Л1гх.

Входной сигнал, поступающий на микросхему, преобразуется в НЧ мотуляторе 1 в переменное напряжение, определяемое частотой генератора 5. Затем сигнал усиливается усилите.теч переменного тока 2, демодулируется 3 и поступает на фильтр НЧ 4 для восстановления первоначального частотного спектра.

На рис. 5.13,6 приведена основная схема включщшя микросхемы К140УД13 (модулятор, УНЧ, демодулятор и генератор реализованы внутри микросхемы). Конденсатор С1 является вре.мяаадаю-

шп\1 для генератора импульсов Ннзкочзстстный фильтр реализован вне хтикросхемы на R1 я СЗ, при этом вер.\-яя частота фильтра [в = = 1/(2лК,Сз)-

Микрос.гема К140УД13 мол;ег раСстать при запуске впутпеинего генератора-мутьтивибратора от внешнего генератора синусоидальных сигналов положительно!! пслярпости частотой 1...10 кГц, а.мп-литудой 6.,.7 В.

На рнс. 5.13, s приведена прнн!дипиалы:ая схема прсциз!1онного усилителя, построенного на базе м11кросхем К140УД13 и КР140УД6. Усилитель имеет Ku\QQO при AUcv = 0.5 мкВ°/С. Л\!!кросхсма К140УД13 реализует предус1;литель с Kj-j 2, главная задача которого- обеспечить качествен1!ое изм рение характеристик, а мнкро-cxeia КР140УД6 реализует уси.-итель с K j>500. По указанному выше пр!1ниппу в настоятцее время разработан ряд ми.хросхем. На рис. 5.14 приведена схема включения ОУ внутренней !1\пульсной стабилизацией типа 140УД21. Данная схема реализует ус1тлитель с коэффициентом усиления К,.д1=1000. Для устойчивой работы ОУ, охваченного обратной связью с коэффициентом усиления 70 дБ< <Kyij<140 дБ. необходимо испо.ьзовать корректирующую цепь: параллельно резт1стору Ror включить емкость С ., которую вь!б!:ра-ют из условия РосСк>1/2л МГц. С целью подавления помех от внутреннего генератора импульсов i ексмендуется на входах 2 и 3 иметь одинаковые сопротивлен!1я. На рис 5.15 приведе!1а схема включения ОУ типа 140УД24. выполненного по К.МОП технологии с карманами п-типа. По cboism характер!!стикам ои превосходит все типы прецизионных ОУ и имеет Ucm<5 мкВ, Ib.i=10-2 иА, fi = = 2 МГц и vu >2,5 В/мкс.