Операционный усилитель с периодической компенсацией дрейфа нуля

Операционный усилитель с периодической компенсацией дрейфа нуля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСМОМУ СВ ТЮЛЬСТВУ

Союз Савемвих

Сецмаамезмаеай их

Ржвубенк

{io744619 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.02.78 (21) 2579792/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300680 Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 300680 (51)М. Кл г

G G 7/12

Го@ударс веяимй комитет

СССР пв делам изобретений и открытий (53) УДК 681,335 (088. 8) Д.Е. Полонников, p.p. Бабаян, A.Ã. Алексенко, В.A Самсонов, В.В. Заика, В.A. Ткаченко, В..С. Рысин и Е.A. Коломбет (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт проблем управления АН СССР (71} Заявитель (54) ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

K0MIfEHCAQNEA ДРЕЙФА НУЛЯ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники

Известен интегральный операционный усилитель, содержащий усилители на МДй-транзисторах, генератор управляющих импульсов, запоминающие конденсаторы и ключи (1). НедостаткоМ этого операционного усилителя является большая величина входного тока.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является интегральный операционный усилитель, который, как и данный усилитель, содержит основной и компенсирующий уси-15 лители, в каждом из которых выходы основного и вспомогательного входных каскадов на МДП-транзисторах подсоединены ко входам выходного каскада, а их входи являются соответственно 20 основными и вспомогательными входами усилителей, reнератор управляющих импульсов, два запоминающих конденсатора и три пары ключей, первая из которых включена между основными входа-25 ми основного и компенсирующего усилителей, вторая — между основными входами компенсирующего усилителя и синфаэным выходом основного усилителя, а .третья — между первыми вспомогатель- 30 ными входами основного и компенсирующего усилителей и информационным выходом компенсирующего усилителя, аапоминающие конденсаторы включены между шиной нулевого потенциала и первыми вспомогательными входами сооТ ветствующих усилителей, управляющие

/ входы ключей соединены с соответствующими выходами генератора управляющих импульсов (2) . Кроме того, этот усилитель содержит два усилителя— выборки и хранения и блок выделения синфазного сигнала. К недостакам этого усилителя относятся большая величина входного тока, а также сложность схемы и ее высокая стоимость.

Цель данного изобретения — уменьшение входных токов и упрощение операционного усилителя.

Указанная цель достигается тем, что в операционном усилителе с пе- риодической компенсацией дрейфа нуля, который содержит основной и компенсирующий усилители, в каждом из которых выходы основного и вспомогательного входных каскадов на МДП-транзисторах подсоединены ко входам выходного каскада, а их входы являются соответственно основными и вспомогательными входами усилителей, гене1

3 744619 ф

Формула изобретения ратор управляющих импульсов, два запомийающих койдеасатор а и "трй парй ключей, первая из которых включена ме)кду "66иовнымв вхадами основного .

Й компенсирующего усилителей, втораямежду основ" входами компе" рую- 5 щего усилителя и синфазным выходом

"основного усилителя, а третья - меж ду первьайи вспомогательными входами основного и компенсирующего усилителей и йнформациойным выходом компенсирующего усилителя, запоминающие конденсаторы включены между шиной нулеъОго потенциала и первыми вспомо гаТельными входами соответствующих усилителей, управляющие входы ключей соедййены с соответствующими выхода- 15 мИ-гейератора управляющих импульсов, основные и вспомогательные входные каскады основного" и компенсирующего усилителей выполнены по дифференциальной схеме с общими нагруэочными 20 реТисторамй в цепях стоков и содержат в цепях истоков по паре парал-, лельно включенных токостабилизирующих МДП-транзисторов, затворы которых соединены со своими истоками, стоки токостабилизирующих МДП-транзисторов основного входного каскада основного усилителя подсоединейы к его синфазному выходу.

Схема операционного усилителя с периодической компенсацией дрейфа нуля"- приведена на чертеже.

Операционный усилителй с периоди- ческой компенсацией дрейфа нуля содержит основной усилитель 1, компенсирующий усилитель 2, первую пару 3, вторую пару 4 и третью пару 5 ключей, генератор 6 управляющих, импульсов и запоминающие конденсаторы 7 и 8.

Основной 1 и компенсирующий 2 усилители содержат основной входной кас- 40 кад 9 на МДП-транзисторах, вспомогательный входной каскад 10 на МДПтранзисторах и выходной каскад 11, основные входы 12 и 13, первый вспомогательный вход 14, вторбй вспомогательный вход 15, синфазный выход 16 и информационный выход 17.

Основной входной каскад 9 содержит нагрузочные резисторы 18 и 19, МДП-транзисторы 20, 21 и токостабилиэирующие МДП-транзисторы 22 и 23.

МДП-транзисторы 22 и 23 функциональ--но образуют генератор тока.

Вспомогательный входной каскад 10 содержит МДП-транзисторы 24, 25 и токостабилизирующие МДП-транзисторы

26 и 27.

Первая 3, вторая 4 и третья 5 пары ключей содержат соответственно ключи 28,и 29, 30 и 31, 32 и 33.

Усилитель работает следующим об- 60 разом.

В полупериод, когда на ключи 28,,29 33 поступают запирающие ймпульсы, а на ключи 30, 3Т, 32 -- отпиф(ющие,,основной вход компенсирующего усили-, 65 теля 2 оказывается отключен от входного сигнала и соединен с синфазным выходом 16, имеющим уровень синфазной составляющей входного сигнала.

Через ключ 32 усилитель 2 охватывается отрицательной обратной связью и конденсатор 7 заряжается до напряжения сдвига нуля этого усилителя. При этом основной усилитель 1 продолжает усиливать входной сигнал, а на его вспомогательном входе 14 поддерживается с помощью конденсатора 8 постоянное напряжение, запомненное в предыдущий полупериод.

В следующий полупериод на ключи

28, 29, 33 подается отпирающий импульс, а на ключи 30, 31, 32 — запирающий. При этом вход компенсирующего усилителя 2 подключается к входному сигналу. Благодаря тому, что на вспомогательном входе 14 с помощью конденсатора 7 будет поддерживаться напряжение смещения нуля, смещение нуля компенсирующего усилителя 2, приведенное к основному входу, окажется уменьшенным в его коэффициент усиления раз. Выход усилителя 2 соединен со входом 14 основного усилителя 1. БлагоДаря этому смещение нуля основного усилителя l (предполагается, что он охвачен внешней обратной связью) оказывается также уменьшенным в коэффициент усиления раз усилителя 2, В запертом состоянии к ключам 28, 29 или 30, 31 прикладывается лишь разность между входным синфазным напряжением и напряжением на,синфаэ- ном выходе 16 (которые практически равны между собой), поэтому входной ток усилителя черезвычайно мал.

Операционный усилитель с периодической компенсацией дрейфа нуля, содержащий основной и компенсирующий усилители, в каждом иэ которых выходы ос н ов йог о" и вспомогател ьного входных каскадов на МДП-транзисторах подсоединены ко входам выходного каскада, а их входй являются соответственно основйымй и вспомогательныйи входами усилителей, генератор управляющих имгфльсов," два запоминающих конденсатора и три пары ключей; первая из которых включена между основными входамй осйбвйого и компенсирующего усилителей,"вторая — между основными входами компенсирующего усилителя и синфазним выходом основного усилителя, а третья -- между первыми вспомогательными входами основного и комйенсирующего усилителей и информа-ционным выходом компенсирующего уси,лителя, запоминающие конденсаторы включены между шиной нулевого потен744619

Составитель Г. Сорокин

Редактор И. Грузова Техреду Я. Бирчак Корректор A. Гриценко

Тираж 751 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ Збб4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 (циала и первыми вспомогательными входами соответствующих усилителей, управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами генератора управляющих импульсов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения входных токов и упрощения операционного усилителя, в нем основные и вспомогательные входные каскады основного и компенсирующего усилителей выполнены по дифференциальной схеме с общими нагруэочными резисторами в цепях стоков и содержат в цепях истоков по паре параллельно включенных токостабилизирующих МДПтранзисторов, затворы которых соединены со своими истоками, стоки ток0 стабилизирующих МДП-транзисторов ос новного входного каскада основного усилителя подсоединены к его синфаз ному выходу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Jones D. and Webb R.W.,ChopperstabiI1zed op. amp. combines MOS

Snd bipoIar eIements on one chip, EIectron1cs, В 20, 1973.

2. Альтман Л. Интегральная схема операционного усилителя, стабилизированного прерыванием. Электроника, пер. с англ;, 9 17, 1973 (про тотип) .