ВНЕШНЯЯ КОМПЕНСАЦИЯ СДВИГА

Некоторые гибридные усили­тели и усилители, выполненные на дискретных компонентах, име­ют встроенные регулировочные элементы для устранения сдви­га. В усилителях, которые не имеют внутренних средств для установки нуля U_сдв, приходится добавлять внешнюю резисторную цепь для компенсации напряжения сдвига.

Прежде чем обсуждать проблему устранения напряжения сдвига на выходе, необходимо выяснить влияние входного тока смещения I_см на напряжение сдвига на выходе. Хотя I_см и неве­лик, но он все же существует, и, обратившись к рис. 3.4.8, можно видеть, что даже если U_сдв (возникающее, например, вследствие небаланса U_бэ) равно нулю, I_см, протекая через параллельное соединение сопротивлений R₁ и R_o.с, вызовет появление на выходе напряжения U_{сдв. вых} (I_см), равного I_см (R₁ || R_o.с).

Рис. 3.4.8. Образование напряжения сдвига выхода,

 вызванного током смещения, в инвертирующем уси­лителе

Поскольку ток смещения неинвертирующего входа (I_см2) (рис. 3.4.9) приблизительно равен току смещения, протекающему через инвертирующий вход (I_см1), то, подключив в цепь неин­вертирующего входа сопротивление R_K, равное R₁ || R_o.с, полу­чим напряжение, возникающее на R_K, приблизительно равное напряжению смещения по инвертирующему входу от I_см1(R₁ || R_o.с).

Для компенсации U_сдв, вызванного небалансом U_бэ. следует установить делитель напряжения, с помощью которого можно было бы компенсировать даже U_{сдв. макс}, не изменяя коэффициент передачи цепи обратной связи. Обычно пытаются компенсировать напряжение сдвига от всех источни­ков сразу. Схема установки нуля напряжения сдвига (потен­циометр R_П) показана на рис. 3.4.10.

 Заметим, что R_А + R₂ = R_К — это условие компенсации напряжения сдвига выхода, вызван­ного токами смещения. Сопротивление R₄ выбирается так, чтобы параллельное соединение R_A и R₄ было примерно равно R_А это означает, что R_А выбирается малым, a R₄—большим. Диапазон регулировки напряжения сдвига приблизительно ра­вен ±UR_A/R₄, так как R₄ >> R_A.

Рис. 3.4.9. Компенсация сдвига выхода, вызываемого током смещения

Рис. 3.4.10. Схема внешней установки ну­ля инвертирующего усилителя

Потенциометр R_П должен иметь достаточно большое сопротивление, чтобы не нагружать источник питания, но вместе с тем ток через потенциометр дол­жен быть по крайней мере в 20—40 раз больше I_см. Аналогично ток через R₄ должен быть больше I_см, так как R_A и R₄ образуют делитель напряжения.

Компенсация U_сдв в неинвертирующем усилителе делается аналогично; однако делитель напряжения устанавливается в цепи обратной связи, так что очень важно, чтобы R₄ было много больше R_A. Заметим, что R₁ = R_A + R_B и эта сумма используется в выражении для определения коэффи­циента усиления усилителя с обратной связью. Сопротивления R_П и R₄ выбираются точно так же, как и для инвертирующего усилителя.

Рис. 3.4.11. Схема внешней установки ну­ля дифференциального усилителя

В дифференциальном усилителе цепь установки нуля строится аналогичным образом, но делитель напряжения состав­ляет часть R'_o.с, как показано на рис. 3.4.11. В этой цепи R'_o.с = R_B + R_A, и эта сумма должна подставляться в выраже­ние для выходного напряжения. Заметим, что R₄ должно быть много больше сопротивлений R₂ + R_B и R_A. При этом компо­ненты выбираются так же, как и в рассмотренных выше слу­чаях. Резистор компенсации R_K не вводится специально в этой схеме, поскольку обычно (R₂||R'_o.с) ≈  (R₁||R_o.с) из соображений масштабирования, и сдвиг, вызванный током смещения, оказы­вается скомпенсированным [2].