Глава 10. Функциональные устройства на операционных усилителях

рительных усилителей содержат цепи защиты входов, допускаю-

щие, например, у INA146 синфазные и дифференциальные напря-

жения до 100 В.

Измерительный усилитель на трех ОУ

Улучшить характеристики рассмотренной схемы измеритель-

ного усилителя можно, включив между источником сигнала и каж-

дым из входов неинвертирующий повторитель. Эти повторители

будут служить буферами, в результате чего входное сопротивле-

ние измерительного усилителя повысится, а влияние выходного

сопротивления источников сигнала на дифференциальный коэф-

фициент усиления и КОСС практически будет устранено. Недо-

статком такого решения является то, что здесь потребуется боль-

шой КОСС и в повторителях и в выходном ОУ. Лучшими харак-

теристиками обладает схема, приведенная на рис. 10.22 и приня-

тая в качестве стандартной схемы измерительного усилителя.

Рис. 10.22. Схема измерительного усилителя на трех ОУ

Как видно из рис. 10.22, напряжение на резисторе R1 состав-

ляет U 1 − U 2 . Отсюда следует, что

′′  R + R

3 

(U 1 − U 2 ) .U 1 − U 2 = 1 + 2

R1 

Эта разность преобразуется дифференциальным усилителем

на ОУ3 в напряжение U ВЫХ относительно земли. Обычно выби-

– 219 –

Л.В. Кропочева. «Усилительные устройства»

рается R 2 = R3 и R 4 = R5 = R6 = R7 . В таком случае дифферен-

циальный коэффициент усиления K Д = 1 +

2 R

2

.

R1

Коэффициент усиления синфазного сигнала (из-за разбалан-

са резисторов):

R

7 R 4 − R5 R 6 .(10.27)

R 4 ( R6 + R7 )

Коэффициент усиления синфазного сигнала (из-за конечного

значения КОСС ОУ3):

K СФ1 =

(10.28)К

СФ 2 = 1 КОСС ОУЗ .

Общий K OCC измерительного усилителя определяется со-

отношением (10.26).

Пример 4. Пусть в схеме на рис. 10.22

R1 = 1 кОм , R2 = R3 = 50 кОм , R4 = R6 = R7 = 10 кОм. Сопротив-

ление резистора R5 отличается от номинального значения 10 кОм

на 1 % и составляет 9,9 кОм. Тогда дифференциальный коэффи-

циент усиления схемы равен 101, а K OCC – 20200, что выше, чем

в предыдущем примере.

Измерительные усилители на трех ОУ выпускаются в виде

ИМС с внутренними согласованными резисторами (AD623,

LM363, ICL7605 и др.). Обычно они имеют выводы для подклю-

чения внешнего резистора R , которым задается дифференциаль-1

ный коэффициент усиления. Например, измерительный усилитель

INA118 фирмы Burr – Brown имеет низкое смещение нуля

UСМ = 50 мкВ , широкий диапазон напряжений питания (+/-1,35 ...

+/-18 В) и входных напряжений (до +/- 40 В), малый потребляе-

мый ток – 0,35 мА и широкий диапазон коэффициентов усиления

(1 – 10000), устанавливаемых одним внешним резистором. В таб-

лице 6 (см. приложение) представлены основные характеристики

некоторых моделей измерительных усилителей.

– 220 –