га, как видно из рис. 3.4, также возрастают при увеличении рабочего тока. При достаточно большом сопротивлении источника сигналов ошибки от больших токов смещ,ения и сдвига могут перекрыть ошибку от напряжения сдвига. Поэтому при высокоомных источниках иногда целесообразно задавать меньшие значения рабочего тока.

Еще один важный фактор - наличие синфазного напряжения на выходе ИМС LM121. Это напряжение образуется на выходных зажимах LM121 за счет положительного источника питания. Синфазное выходное напряжение не должно превышать допустимого значения синфазных напряжений для выходного ОУ. При рабочих токах LM121 не менее 10 мкА это условие для ОУ типов LM108, LM101 и LM741 всегда выполняется. При применении операционных усилителей с меньшими диапазонами допустимых синфазных напряжений, таких, как LM118, необходимо задавать более высокие значения рабочего тока предусилителя. При увеличении рабочего тока максимальное положительное синфазное напряжение на выходе LM121 уменьшается за счет увеличения падения напряжения на внутренних сопротивлениях нагрузки этой микросхемы (/?з=/?4==50 кОм). Значение этого ограничивающего положительного синфазного выходного напряжения можно определить из следующего выражения:

U+ и+- 0,6L+ М^ (3.8)

При необходимости можно увеличить это напряжение, подключив внешние резисторы параллельно внутренним сопротивлениям нагрузки 50 кОм. Это следует делать только при большом рабочем токе (свыше 80 мкА), так как при этом уменьшается коэффициент усиления, а часть тока входного каскада отводится в эти внешние резисторы и не поступает во внутреннюю цепь смещения. Сопротивления этих внешних резисторов не следует брать меньше 50 кОм.

В качестве внешних (навесных) резисторов следует выбирать высококачественные резисторы с малым дрейфом, например проволочные, имеющие малый ТКС. Разность в ТКС внешних резисторов 20-10 1ГС даст дополнительный дрейф 0.3 мкВ/°С.

На основе ИМС LM121 можно создать очень простой измерительный усилитель q коэффициентом усиления

1000. Этот усилитель имеет плавающий, полностью дифференциальный вход с большим входным сопротивлением. Линейность его лучше 1 %; она зависит от уровня входного сигнала, причем указанная погрешность соответствует максимальному уровню входного напряжения. Коэффициент усиления такого усилителя, как это видно из рис. 3.10, изменяется не более чем на ±2% в диапазоне температур от -55 до -Ы25°С. И наконец, данный усилитель обладает очень малым дрейфом и большим

т

0,56

-s5-3s-i5 5 25 v5 65 85 w5125 Температура, с

Pfic. 3.10. График зависимости коэффициента усиления измерительного усилИ1еля от температуры.

Рис. 3.11. Схема г13мерительно-го усилителя с Ки=1000.

Иг - настройка нуля; У?1 - калибровка. Линейность усилителя при входных сигналах до ±10 мЕ не хуже 1%. Температурная погрешность K.U в диапазоне температур от -55 до +125°С не превышает 2%.

Схема такого измерительного усилителя представлена на рис. 3-11. Интегральная микросхема LM121 используется здесь в качестве входного каскада и не охвачена обратной связью. Она преобразует входное напряжение в дифференциальный ток, возбуждающий операционный усилитель, который работает как преобразователь ток - напряжение с несимметричным выходом.

Резисторы R\ и R2 совместно с потенциометром подстройки нуля Rz задают рабочий ток LM121 и обеспечивают подстройку сдвига. Переменный резистор R с тонкой подстройкой сопротивления служит для установки необходимого коэффициента усиления схемы. Цепи наст-

ройки нуля и установки коэффициента усиления почти не влияют друг на друга.

Такой измерительный усилитель обеспечивает хорошую линейность при входных сигналах в пределах ± 10 мВ. При больших уровнях сигналов передаточная характеристика LM121, как и любого дифференциального усилителя, быстро становится нелинейной. Поэтому данный усилитель следует использовать только при высоком коэффициенте усиления.

Рис. 3.12. Схема источника прецизионного опорного напряжения с использованием нормального элемента. .

При отключении питания нормальный элемент (НЭ) необходимо отключать от схемы.

Так как LM121 не охвачена обратной связью, то ее косе не зависит от согласования внешних резисторов. Таким образом, в данной схеме нет проблемы точного согласования резисторов, которая в обычных измерительных усилителях является неизбежной. Хотя линейность и стабильность данной схемы не столь хороши, как у обычных схем, однако этот усилитель найдет широкое применение в тех случаях, когда требуются малый дрейф и большой КРСС.

На рис. 3.12 показана схема получения прецизионного опорного напряжения, задаваемого нормальным элементом. Малые значения дрейфа и входного тока LM121 позволяют ему с высокой точностью отрабатывать опорное напряжение нормального элемента. Типичное значение временного дрейфа LM121, работающего в условиях неизменной температуры, составляетне более 2 мкВ за 1000 ч,