32 (248)

Ośla łączka

TECHNIKALLA

A O—[

Rys. 30

B O [

BO—l AO-I

^tRB2+(Rp₁N )

cie w punkcie D będzie się zmieniać przy zmianach napięcia wspólnego w punktach A, B, ponieważ zmieniać się będzie wtedy prąd płynący przez R_A2,

Rb2 i dalej przez potencjometr PI. Te zmiany prądu wywołają niepożądane zmiany napięcia w punkcie D, a to oznacza też zmiany napięcia wyjściowego w punkcie C pod wpływem napięcia wspólnego.

Można to rozumieć w ten sposób, że do rezystancji Rb2 dodaje się rezystancja potencjometru, a ściśle biorąc, rezystancja równolegle połączonych obu „połówek” potencjometru, co zaburza symetrię układu. Ilustruje to rysunek 30. To bardzo ważny szczegół, szerzej omówiony w Technikaliach.

Można dodać do potencjometru wtórnik według rysunku 31. Wtórnik ma oporność wyjściową praktycznie równą zeru i zmiany prądu płynącego przez

J-Rpi JL

Uref

Rbi

R_A2, Rb2 nie będą teraz zmieniać napięcia w punkcie D.

W naszym termometrze różnicowym można byłoby też wtórnik umieścić w obwodzie sztucznej masy według rysunku 32. A akurat w tym i podobnych przypadkach można układ jeszcze bardziej uprościć, według rysunku 33.

Rys. 32

Należy jednak zadbać, żeby prąd płynący przez rczystoiy R3, R4 był znacznie większy niż suma prądów płynących przez rezystor Rb2 i woltomierz. Ja zrealizowałem właśnie taką uproszczoną wersję termometru różnico-

rżt

Rys. 33

Ale my do tego sygnału wzmocnionego doliczamy napięcie wejściowe Uwe, występujące na rezystorze Ra. Wtedy stwierdzamy, iż na wyjściu występuje napięcie

U wy = Urb + Ur_AUwy = (Uwe * Rb/Ra) + Uwe = Uwe * (R_B/R_A + 1) W efekcie uznajemy, że wzmocnienie wzmacniacza nicodwracającego Uwy/Uwe jest równe (Rb/Ra + 1). Moglibyśmy powiedzieć, iż wzmocnienie wzmacniacza nieodwracającego tylko dlatego jest większe od wzmocnienia wzmacniacza odwracającego, ponieważ dodajemy napięcie wejściowe. Dlatego też dla wzmacniacza „pseudo-różnicowego” z rysunku BI należy przyjąć wzmocnienie różnicowe równe Rb/Ra. Natomiast wzmocnienie sygnału wspólnego wynosi 1. Możemy więc napisać:

Uwy =

= AUwe Rb/Ra + Uwe

(REF)

cowym wzmocnienie sygnału wspólnego powinno być równe zeru, czyli wzmacniacz powinien całkowicie stłumić sygnał wspólny. Inaczej mówiąc nie powinien wcale reagować na zmiany napięcia wspólnego. I takie właściwości ma układ z rysunku B4. Mamy tu dwie pary identycznych rezystorów Rai, Ra2 oraz Rbi, R_B2- W spoczynku napięcie na wyjściu C jest takie same jak w punkcie D. Zmieniając napięcie w punkcie D, możemy więc zmieniać spoczynkowe napięcie wyjściowe - patrz przykłady na rysunku B5. W większości przypadków punkt D łączymy do masy i w-tedy spoczynkowa napięcie wyjściowa jest równe zeru.

Aby na podstawie podanych napięć wejściowych. występujących w punktach A, B. obliczyć napięcie wyjściowa w punkcie C, należy obliczenia zacząć od punktu A i najpierw wyznaczyć napięcia na dzielniku Ra2, Rbi. Pozwali to obliczyć napięcie na wejściu nieodwraeającym, czyli „plusowym” wzmacniacza operacyjnego - w' punkcie E. Zgodnie z zasadą pracy każdego wzmacniacza operacyjnego, podczas normalnej pracy różnica napięć między wejściami jest równa zeru. Czyli w punkcie F napięcie jest takie samo, jak w punkcie E. Znając napięcie w punkcie F, możemy obliczyć napięcie na rezystorze Rai jako różnicę napięć U_B - Uf. To pozwoli obliczyć prąd płynący przez R_Ai:

I = (U_B - U_f.)/Rai.

Rys. B4 W sumie nie ma tu żadnej sprzeczności: wzmocnienie różnicowe jest równe R_b/Ra, ale jeśli doliczymy wzmocnienie sygnału wspólnego równe 1, to otrzymujemy wartość R_b/R.a + 1, znaną ze wzmacniacza nieodwracającego. Wszystko się zgadza. A jeśli chcesz to zbadać dokładniej, możesz sprawdzić, jakie byłoby napięcie wyjściowe przy różnych napięciach wejściowych (przyjmij niewielkie wzmocnienie, np. 3x lub 5x i przeprowadź obliczenia dla wszystkich kombinacji napięć wejściowych -IV, 0V i +1V).

W każdym razie w omawianym wzmacniaczu „pseudoróżnico-wym” wzmocnienie sygnału wspólnego wynosi 1, co oznacza, że cały sygnał wspólny przechodzi na wyjście (bez tłumienia ani wzmocnienia). W prawdziwym wzmacniaczu różni-

Rys. B5

+4,54(54)V