Решающий усилитель
Реша́ющий усилитель
В аналоговых вычислительных машинах (См. Аналоговая вычислительная машина), комплексное устройство, состоящее из постоянного тока усилителя (См. Постоянного тока усилитель) и внешних элементов, образующих цепь обратной связи (См. Обратная связь), предназначен для выполнения некоторых математических операций над аналоговыми величинами (как, например, суммирование, интегрирование, дифференцирование, умножение на постоянные коэффициенты и др.). Отсюда собственно усилитель без цепи обратной связи получил название операционного усилителя (ОУ). Р. у. могут быть пневматическими, гидравлическими, магнитными и др.; наиболее распространены электронные Р. у., в которых в качестве сигналов используется электрическое напряжение или ток.
При появлении на входах Р. у. (рис. 1) одного или нескольких входных напряжений через входные сопротивления протекают токи l1,..., Iт, суммирующиеся в точке Z на входе ОУ. Поскольку коэффициент усиления ОУ делают очень большим, напряжение в точке Σ практически равно 0. Благодаря этому
Погрешность при выполнении операций Р. у. обусловлена неточностью номиналов элементов цепи обратной связи, их нестабильностью и неидеальностью ОУ. Погрешность тем меньше, чем больше коэффициент усиления ky и входное сопротивление ОУ и чем меньше его выходное сопротивление. Значительное влияние на увеличение погрешности оказывают паразитный входной ток IП, генерируемый ОУ, сдвиг нуля En и их нестабильность — дрейф во времени и при изменении температуры (см. Дрейф нулевого уровня), а также шумы. Динамическая погрешность Р. у. тем меньше, чем шире полоса пропускания и больше частота среза fCP (при которой ky ~ 1), а также чем больше скорость нарастания Uвых.
Высококачественные ОУ обычно строят с несколькими параллельными каналами усиления (рис. 2). Такие ОУ обеспечивают ky = 108—109, Iп = 10-12—10-10 а, En = 1—50 мкв, fcp = 1—100 Мгц. ОУ с одним каналом усиления имеют ky = 10-11—10-6, Iп = 10-11—10-6, fcp = 1—20 Мгц.
Лит.: Полонников Д. Е., Решающие усилители, М., 1973; Проектирование и применение операционных усилителей, пер. с англ., М., 1974.
Д. Е. Полонников.
Рис. 1. Структурная схема решающего усилителя: Uвх1,..., Uвхn — напряжения (сигналы) на входах решающего усилителя; Z1, ..., Zn — входные сопротивления; Σ — суммирующая точка; Zoc — сопротивление цепи обратной связи; Uвых — выходное напряжение (сигнал); ОУ — операционный усилитель.
Рис. 2. Структурная схема операционного усилителя: Bx — вход операционного усилителя; С — разделительные конденсаторы; У1 — усилитель низкой частоты и постоянного тока; У2 — высокочастотный усилитель с ky ~ 1; Уз — усилитель средней частоты; У4 — выходной широкополосный усилитель; Вых — выход операционного усилителя.
Большая советская энциклопедия