1МГ1)

0.1 МОм

0,001

1000 МОм

Сопротибление ыежц\ выводом

и землей Г?в

ЮкОм 100 кОм 1М0м геМОм 100 МОм; Сопротивление между выводом 1 и землей /?в, Ом

Рис. 2. Зависимость ширины полосы про-пусЕсания от величины сопротивления Н£-

Рнс. 3. Зависимость свсорости нарастания выходного сигнала от величины сопротивления Лд.

входы

Выход и*

100 кОм

Рис. 4. Схема подстройвш нуля.

Рис. 5. Схема для подстройк КОСС.

занной на рис. 4. Вывод 5 можно также использовать для увеличения коэффициента ослабления синфазного сигнала. Соответствующая схема показана на рис. 5. В этом случае нуль синфазного сигнала устанавливается при помощи поочередной подачи на входы напряжений ±10 В (для и U- = = 15 В) и подстройки ЛГ таким образом, чтобы при этом получалось минимальное изменение выходного напряжения.

Схемы на рис. 4 и 5 можно скомбинировать, как показа . на рис. 6, и обеспечить возможность одновременной установки нуля сдвига и максимума КОСС. При этом, однако, подстройки Усдв и КОСС оказываются взаимосвязанными, и получение окончательного результата может потребовать нескольких итераций. Начинать процедуру установки нуля следует при заземленных входах. Сначала устанавливается нуль f/сдв при помощи подстройки Ri. Затем на вход подается -j-lO В и при помощи подстройки Ri устанавливается максимум КОСС. После этого процедура повторяется до получения оптимального результата.

На рис. 7 показана схема, позволяющая преодолеть эффект взаимного влияния подстройки нуля сдвига и КОСС. В этом случае вначале подстраи-

вход +10 В

Выход +15 В

-15В

Рис. 6. Комбинированная схема для одновременной подстройки КОСС: и нуля.

ВХОД о в +10В -10В

-+156 100 кОм

-о-15 В

Рис. 7. Усовершенствованная схема для подстройки нуля и КОСС.

Примечание: номинальное значение нцс^бходимое для получения наилучшего значения КОСС, равно 3D кОм.

-вается R2 для получения нуля на выходе ОУ LH0036. Затем при помощи под-стройки R\ устанавливается нуль па выходе при -[-О В на входе. Проведение контроля КОСС при смене знаков 10 В на входе - это всегда хорошая идея. При этом положения подстроечных сопротйв!лений, обеспечивающие наилучшую надстройку нуля, обеспечивают и наиболее высокое значение КОСС во всем диапазоне синфазных входных напряжений усилителя. КОСС. Случай пережнного тока. Увеличить КОСС при сигнале переменного тока можно при помощи схемы, показанной на рис. 8. После получения, как и в предыдущем случае, наилучшего значения КОСС по постоянному току при помощи подстройки сопротивления Ri теперь следует за счет подстройки Ri добиться наименьшей двойной амплитуды выходного напряжения при подаче иа вход схемы сигнала максимальной амплитуды и интересующей нас частоты.

Подстройка входного тока смещения. При номинальных условиях работы (вывод 3 заземлен) ОУ LH0036 имеет входной гщ смещения величиной 40 нА. Входной ток смещения можно уменьшить, включив между выводом 3 и землей или между выводом 3 и U- сопротивление Rfa. Если Rck включается между выводом 3 и землей, то ожидаемая величина входного тока смещения равна

/см Ш+ - 0,5)/[(4 108) -f 800/?см]. (6а)

или, что то же,

Rm [U+ - 0,5 - (4 10 ) (/см)]/800/см.

(66)

рООлФ^ -15 В

ВЫХОД

Рис. 8. Усовершенствованная схема для подстройки КС)СС прн сигнале переменного тока.

ЮкОм ЮОкОм 1М0м ЮМОМ 100 МОм Сопротивление между выводом и землей /?с„,Ом

Рис. а. Зависимость входного тока смещения от величины сопротивления r

5- 1МГц 1-5 100 кГц

йз: 10 кГц

IOkOm ЮОкОм 1М0м ЮМОм 100МОи

Сопротивление между выводом 3и Ом

Рис. 10. Зависимость входного тока смещения от величины сопротивления.

= +1.0 = ЮкО|. п=25°С

го 5.

iliis ii......

ЮкОм ЮОкОм 1М0м ЮМОм 100МОм Сопротивление между выводом 3 и землей РемОм

Рис. 11. Зависимость ширины полосы пропускания при единичном усилении от величины сопротивления.

где /см -входной ток смещения, нА; Rck - внешнее сопротивление, включенное между выводом 3 и землей, Ом; f/+ - положительное напряжение питания, В. На рис. 9 дана графическая зависимость входного тока смещения от величины Рек-

Как было указано выше, сопротивление Рек можно включить также и между выводом 3 и отрицательным напряжением питания. В этом случае ожидаемая величина входного тока смещения равна

/см - U-) - 0,5]/(4 10 + 800/?см), (7)

или, что то же,

RcM l(U+ - U-) - 0,5 - (4 10 ) (/см)]/800/с„.

где /см - входной ток смещения, нА; Р^м - внешнее сопротивление, включенное между ВЫВ0.Ц0М 3 и U~, Ом; U+ - положительное напряжение питания. В; и~ - отрицательное напряжение питания, В. На рис. 10 показана зависимость входного тока смещения от величины сопротивления Рем, включенного между выводом 3 и U-. Следует отметить, что изменение Rcu влияет на ширину полосы пропускания. Ее зависимость от величины Рек показана на рис. 11.

О пути возврата тока смещения. Величина входного тока смещения ОУ LH0036 в типичных случаях равна примерно 40 нА для каждого входа. Как видно из рис. 12, этот ток должен протекать через сопротивление /?изол- В типичных приложениях £ = ±15 В и 1см = /см2 = 40 нА; суммарный ток /с, протекая через сопротивление /? зол, вызывает повыщение напряжения в точке А. При /? зш1 150 МОм напряжение в точке А превышает величину 4-12 В, и тем самым сигнал выходит за пределы допустимого диапазона синфазных входных напряжений ОУ. Ясно, что при Якзвя = оо ОУ LH0036 будет приведен в состояние положительного насыщения.

Выход

Рнс. 12. Цепь возврата тока смещения.

Отсюда следует, что между входом ОУ и землей источника питания необходимо подключить некоторое конечное сопротивление. Величина этого сопротивления определяется максимальными значениями входного тока смещения и синфазного входного напряжения. При наихудших условиях

/?изол (снвф. дон сннф)Дс> (9)

где t/синф. доп - максимальное значение синфазных входных напряжений (для ОУ LH0036 это составляет 10 В); f/сннф - синфазное входное напряжение;

Ус = /см1 Ь 1ск2-

В приложениях с плавающим источником сигнала, например при работе с термопарами, один из выводов источника сигнала может быть заземлен непосредственно или через сопротивление.

Защита выхода источника сигнала от помех. Вывод 2 ОУ LH0036 предназначен для защиты источника сигнала от помех и используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить очень малую утечку и минимальную входную емкость. Напряжение на выводе 2 всегда равно входному синфазному напряжению. Полное сопротивление источника сигнала по отношению к выводу 2 равно приблизительно 15 кОм. Правильный способ использования вывода защиты показан на рис. 13.

+15 В . .

о

Выход

-158 -

Рис. 13. Схема с использованием за щиты источника сигнала.

-156

Рис. 14. Включение вывода защиты через буфер.

При работе с источником, имеющим полное сопротивление менее 15 кОм^ между выводом 2 и экранами входа можно включить буфер с единичным усилением. Такое включение показано на рис. 14.

КОМПАРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ LM311

(National Semiconductor Corporation)

Общее описание. LM311 - компаратор напряжения, у которого по сравнению с такими устройствами, как LM306 или LM710C, значения входных токов снижены более чем на два порядка. LM311 рассчитан на работу с напряжениями питания, имеющими более широкий диапазон: от стандартного для ОУ питания ±15 В до однополяриого питания 5 В, применяемого для .чогических ИМС. Его выход совместим с РТЛ, ДТЛ и ТТЛ, а также со схемами иа МОП-транзисторах. Кроме того, данный компаратор может работать на сигнальные лампочки или реле, переключая напряжения до 40 В при токах до 50 мА.

Отличительные характеристики:

Возможность работы от единственного источника питания 5 В Максимальный входной ток 250 нА Максимальный ток сдвига 50 нА

Диапазон дифференциальных входных напряжений ±30 В Мощность рассеяния 135 мВт при напряжении питания ±15 В Как вход, так и выход LM31I могут быть изолированы от земли системы, и выходная цепь микросхемы может работать как на заземленную нагрузку так и па нагрузку, подключенную к положительному или отрицательному зажиму источника питания. В схеме компаратора предусмотрены возможности балансировки сдвига и стробирования, а выходы нескольких ИМС LM311 можно соединять по схеме проводное ИЛИ . Хотя данная микросхема обладает меньшим быстродействием по сравнению с LM306 и LM710C (время срабатывания 200 НС по сравнению с 40 не), однако у нее гораздо меньше вероятность возникновения лоичных срабатываний. Цоколевка ИМС L.M311 совпадает с цоколевкой LM306 и LM710C. По поводу применений Ь.МЗП см. Указания по применению .

Вспомогательные цепи

Цепь балансировки сдвига.

Строб

Цепь стробировакия.

Цепь увеличения тока входного касакада (увеличивает скорость нарастания от 7,0 до 18 В/мкс).

Типовые применения

Детектор для магнитного датчика.

Схема электрической развязки цифровых микросхем.

Компаратор-возбудитель реле со стробированием. Л гасит обратно индуктивные выбросы реле и защищает имс от переходных напряжений на шине t/ +. Примечание: не следует зазем-яять вывод Строб .

От ЦАП

Схема выборки - хранения со стробированием. При подаче стробирующего сигнала входы оказываются изолированными, и токи утечкн входных цепей прн этом не превышают SO пА. Примечание: не следует заземлять вывод Строб .

) Указанная нумерация выводов соответствует цоколевке корпуса ТО-5.

Электрические характеристики (примечание 3)

Примечание 1: Это значение справедливо при напряжениях питания ±15 В. Предельное значение положительного входного напряжения выше напряжения отрицательного вывода источника питания на 30 В. Предельное отрицательное значение входного напряжения равно либо напряжению отрицательного вывода источника питания, либо величине, па 30 В меньшей напряжения положительного вывода источника питания (тому из этих двух зкаченнП. которое меньше по абсолютной величине).

Примечание 2: Максимально допустимая температура переходов LM3I1 равна 110°С. Для расчета работоспособности устройства при повышенных температурах следует BHoaiTb поправки на тепловое сопротивление. Для устройств в корпусе ТО-5 тепловые сопротивления переход - среда и переход - корпус равны соответственно 150 и 45 °С/Вт; для корпуса DIP тепловое сопротивление переход - среда равно 100°С/Вт.

Примечание 3: Эти характеристики справедливы, если нет других указаний, при £[, = ±15В. заземленном выноде земля н О °С < Грр<-Ь70°С. Характеристики для

напряжения сдвига, тока сдвига и тока смещения справедливы при любом напряжении питания от однополяриого 5 до ±15 В.

Примечание 4: Приведенные здесь значения напряжений и токов сдвига - это максимальные значеиня, которые требуются для того, чтобы выходное напряжение приняло значения, отличающиеся не более чем на 1 В от каждого из напряжений питания (при токе нагрузки I мА). Таким образом, этн параметры определяют зону ошибки для случая, когда коэффициент усиления по напряжению' и полное входное сопротивление устройства сказываются наихудшим образом.

Примечание 5: Время срабатывания (см. определение) указано для входного скачка величиной 100 мВ с перевозбуждением 5 мВ.

Примечание 6: Вывод Строб заземлять нельзя; он управляется током от 3 до Б мА.

Предельные эксплуатационные данные

Суммарное напряжение питания (между выводами 8 и 4)

Напряжение между выходом (вывод 7) и отрицательной шиной источника питания (вывод 4)

Напряжение между зажимом земли (вывод /) и отрицательной шиной источника питания (вывод 4)

Дифференциальное входное напряжение

Входное напряжение (прим. 1)

Рассеиваемая мощность (прим. 2)

Длительность короткого замыкания выхода

Диапазо)! рабочих температур

Диапазон температур при хранении

Температура выводов при пайке (не более 10 с)

Напряжение на выводе стробирования

36 В

40 В

30 В

d=30 В ±15 В 500 мВт 10 с от О до 70°С от -65 до 150°С ЗООХ -5 В

Типовые характеристики

т

о 10 го so 10 60 60 70 о

Температура, °С

О 10 iO 50 10 60 60 70 ВО температура. °С

ЮиОн 100 кОи 1М0н ЮМОМ Входное сопротивление. Он

Входной ток смещения.

Входной ток сдвига.

Погрешность сдвига.

225 200 . 176 150 125 100 76 60

1 -

1-1.0

-16-12 -В -1 0 1 8 12 16 Дифф.входное напряжение,В

о 10 20 30 10 60 60 70 температура, Г

60 60 10 30

Выход в 20 режиме

эмиттерного 10 повторителя

нормальный выход )?н = 1 0м -

р-+юв -

Сн=600 Ом-

1 0,6 О 0,5 1 Дифср, ВХОДНОЕ напряжение. мВ

Входная характеристика.

Предельив-допустнмые входные синфазные напряжения.

Передаточная характе ристика.

о,! D.fi 0,6 Время,мкс

50 мВ 6мВ= -5мВ=

5В 1\ Й500 0

.fn = t15B

0.2 OA O.G Время. мкс

0.1 S 0,7 I 0,6 0,5 OA 1 Ч.З

f 0.1 0

10 20 30 40 50 Выходной ТОК, мА

Время срабатывания при различных условиях возбуждения.

Время срабатывания прн различных условиях возбуждения.

Напряжение насыщения выхода.

£ 15 11 10

=£ О -5 .о -10 5 -15 35 О jS -50 15.-100

Время, мкс

Время, мкс

10 15 Выходное напряжение, В

Время срабатывания при различных условиях возбуждения.

Время срабатывания при различных условиях возбуждения.

Характеристики огр ани-чення выхода.

Гокр26-с . ПОЛОЖИТ, источник-питанйя.выхов,

.низкий;

Отрицат.. поломит, источник питания выход ./высоки.й

о 5 10 16 М 25 30 наприэюение питания.в .

.Еп-±15В

.Полож.источник питания,-,хов.. низкий

Отрицат.,гшломит.-источиикт1итания выход высокий .

о 10 го 30 ча 50 во 70 во

Температура. С

rfn=±15B=

10-9

(1-10

Выкода I UBbniO В)-

Входа (Евц

= 15 В) .

ш

35 5 55 66 Температура. О

Потребляемый ток.

Потребляемый ток.

Токи утечкн.

Типовые применения

Детектор нуля с МОП-ключом на выходе.

Выход (прямо-\гольная волна)

39 кОм

Автоколебательный мультивибратор на 1С0 кГц. Коэффициент разветвления при работе на ДТЛ илн ТТЛ равен двум.

Выход (сигнал треугольной формы)

Выход (сигнал (прямоуголь-

ИОЙфОРНЫ) р^.

тивной матрицы

ЦДЛ

2 ТТЛ

выход

Лналоговый вход

Управляемый напряжением генератор на 10 Гц -10 кГц. /? регулирует симметрию прямоугольного сигнала при Е^=о сМ. Минимальная величина Ci = 20 ИФ. Максимальная частота 50 кГц (слева). Схема включения заземленной нагрузки. Полярность входных сигналов обратив обычно

принятой (вверху справа). Использование фиксирующих диодов для улучшения динамических характеристик.