4.3. Определение напряжения сдвига оу (Uсдв)
Основные соотношения
При наличии на обоих входах реального ОУ нулевого входного напряжения, напряжение на его выходе (Uвых,0) отлично от нуля и определяется выражением:
Uвых,0 = АUсдв,
где А – дифференциальный коэффициент усиления ОУ;
Uсдв – напряжение сдвига, определяемое как напряжение, которое необходимо приложить ко входу ОУ для того, чтобы его выходное напряжение было равно нулю.
Существование Uсдв объясняется, в основном, неидентичностью параметров транзисторов входного дифференциального каскада ОУ. Напряжение Uсдв необходимо учитывать, особенно при усилении малых сигналов.
Можно показать, что при нулевом входном напряжении выходное напряжение инвертирующего усилителя (рисунок 11) отлично от нуля:
, (38)
где Uсдв – напряжение сдвига ОУ;
Iсм – ток смещения (входной ток) ОУ;
Iсдв = Iсм,р – Iсм,n – разность входных токов по р- и n-входам ОУ.
Выбирая величину
R3
из условия:
, (39)
можно скомпенсировать ток Iсм.
Тогда получаем:
. (40)
При сравнительно малых R2 и малых Iсдв вторым слагаемым можно пренебречь:
. (41)
Эксперимент
1. При выключенном приборе КУЛ-1 собрать на макете схему ИУ, рисунок 13.
Рисунок 13 – Схема ИУ в режиме измерения Uсдв
Номиналы резисторов: R1 = 120 Ом,
R2 = 110 кОм,
R3 = 120 Ом*.
*Величина R3 удовлетворяет условию (39) компенсации тока Iсм.
2. Включить прибор КУЛ-1.
3. Измерить вольтметром постоянное напряжение на выходе ИУ.
4. Используя выражение (41), вычислить напряжение Uсдв ОУ.
5. Пользуясь справочной литературой, определить и записать в отчет Uсдв из технических характеристик для операционного усилителя КР1408УД12, используемого в макете. Письменно сравнить справочное значение Uсдв с полученным в процессе эксперимента.
4.4. Определение коэффициента ослабления синфазного сигнала
Основные соотношения
Важной характеристикой усилителя является коэффициент ослабления синфазного сигнала, который показывает, во сколько раз коэффициент усиления дифференциального входного сигнала, приложенного между входами, больше коэффициента усиления синфазных сигналов, действующих между каждым входом и общей шиной (землей).
Распространенным типом синфазного сигнала являются различные помехи (внутренние и внешние) и наводки, действующие одновременно с одинаковой величиной на оба входа усилителя. Синфазные входные сигналы могут составлять несколько вольт, вплоть до напряжений, близких к Еп, то есть иметь гораздо большие амплитуды, чем дифференциальные сигналы. Увеличение коэффициента ослабления синфазного сигнала – один из основных путей повышения помехоустойчивости усилителя.
Методика измерения КОСС сводится к подаче на оба входа одновременно некоторого напряжения и измерению вызванного им выходного напряжения. Используется схема с дифференциальным сбалансированным входом (рисунок 14). В этой схеме R1 = R3, R2 = R4.
Рисунок 14 – Схема для измерения КОСС
Так как к обоим входам усилителя приложено одно и то же напряжение, выходное напряжение будет определяться коэффициентом усиления синфазного сигнала усилителя. Поскольку в данной схеме нет дифференциального входного напряжения, коэффициент усиления усилителя будет иметь вид:
, (42)
где 
.
Подставляя значение β в выражение (42) и учитывая, что Аβ >>1, получим:
.
Отсюда: 
.
КООС принято выражать в децибелах:
КООС [дБ] = 20lgКООС.
Эксперимент
1. При выключенном приборе КУЛ-1 собрать на макете схему усилителя (рисунок 14).
Номиналы резисторов: R1 = R3 = 120 Ом,
R2 = R4 = 12 кОм.
2. При отключенном от макета кабеле 1 включить прибор КУЛ-1 и установить на выходе генератора синусоидальный сигнал с параметрами:
частота: f = 500 Гц 5 Гц;
амплитуда: = 1 В 10 мВ.
3. Проконтролировать по осциллографу (канал А) заданные параметры сигнала генератора.
4. Подать установленный сигнал на вход схемы, подключив кабелем 1 выход генератора к входу усилителя.
5. Проконтролировать по осциллографу (канал Б) выходной сигнал.
6. Записать амплитуды входного и выходного сигналов.
7. Рассчитать экспериментальное значение КОСС в относительных единицах и в децибелах.
8. Письменно дать оценку полученному результату.