При практическом использовании операционного усилителя необходимо учитывать, что различные факторы могут существенно влиять на его выходное напряжение.
Влияние синфазного напряжения на выходное напряжение.
Обратимся к схеме (рис. 1.141), в которой имеется только синфазный сигнал uсф(uдиф= 0). Изобразим типичный график зависимости uвых от uсф для операционного усилителя (рис. 1.142).
Если модуль |uсф| сравнительно мал, то синфазный сигнал слабо влияет на напряжение u вых. Иначе его влияние, как следует из графика, может быть очень существенным. Если синфазный сигнал оказывается чрезмерно большим по модулю, то операционный, усилитель может выйти из строя.
Коэффициенты Kсф и K ос сф могут быть как положительными, так и отрицательными. Но в справочных данных обычно указывают модули этих коэффициентов. Модуль коэффициента Kсф обычно близок к единице, поэтому модуль коэффициента Kос сф обычно такого же порядка, что и коэффициент K. Коэффициент Kос сф часто измеряют в децибелах, обозначая его в этом случае через Kос сфдБ:Kос сф дБ= 20 · log | Kос сф|Например, для операционного усилителя типа К140УД1Б при напряжении питания ±12,6 В синфазный сигнал uсф должен лежать в пределах −6 …+6 В. Для этого усилителя коэффициент Kос сфдБ: не меньше 60 дБ. Это означает, что модуль |Kос сф| не меньше 1000.
Влияние входных токов на выходное напряжение.
Рассмотрим схему с операционным усилителем, во входной цепи которого включены два резистора (рис. 1.143).
В этой схеме источники входных сигналов отсутствуют, однако входные токи i+и i− для реальных операционных усилителей не равны нулю. Эти токи могут быть в зависимости от типа операционного усилителя и положительными, и отрицательными.
Даже если выполняется равенство i+= i−, но сопротивления R + и R− различны, разность падений напряжения на этих сопротивлениях будет воспринята усилителем как дифференциальный сигнал и вызовет появление напряжения на нагрузке.
Поэтому стремятся к тому, чтобы эквивалентные сопротивления цепей, подключенных к инвертирующему и неинвертирующему входам, были одинаковыми. К сожалению, токи i+= i− не всегда одинаковы, и это является еще одной причиной нарушения режима работы операционного усилителя.
Влияние температуры, напряжения питания и времени (старения) на выходное напряжение.
Влияние указанных факторов проявляется в том, что под их воздействием изменяется напряжение смещения Uсм. Для приближенной оценки этого влияния можно считать, что напряжение Uсм может изменяться следующим образом:
- на единицы — десятки микровольт при изменении температуры на 1° С;
- на единицы — десятки микровольт при изменении напряжения питания на 1 В;
- на доли — единицы микровольт при увеличении срока службы схемы на 1 месяц.
