Выходное напряжение дрейфа можно свести к нулю, если потенциал входной сетки и изменить на величину, равную и противоположную напряжению дрейфа, приведенного ко входу. Это значение и можно назвать напряжением коррекции дрейфа, т. е.

..... др.. =

кор f{ др-

Заметим, что в усилителе, входная сетка которого соединена с выходом, а входной зажим свободен, автоматически устанавливается напряжение и, близкое к цр- Действительно, при наличии дрейфа

вых = ( -Икор)о. (8-31)

откуда

и = + Икор- (8.32)

Очевидно, что напряжение коррекции, обусловленное дрейфом, невозможно уничтожить увеличением усиления К . Поэтому при малых входных напряжениях входной ток и выходное напряжение заметно зависят от Идр и вместо (8.30) следует писать более точное выражение:

Выходное напряжение можно определить подстановкой значения напряжения и в последнюю формулу. При этом после необходимых преобразований получается:

вых - Ybx 1 ( вх-Икор) + Цкор. (8-34)

вых = К(Ивх + др)-Идр-

В отсутствие дрейфа выходное напряжение было бы равно

С вх.

Относительная погрешность выходного напряжения получается пропорциональной напряжению дрейфа:

§ - вых о - вых ~<o~) ДР - Цдр (8 35)

вых о K,Ubx вх

Ввиду того, ЧТО и=ц др = - Идр, формулу (8.35) можно записать иначе:

6= + -. (8.35а)

Из полученного результата следует, что дрейф ограничивает возможности точного усиления малых напряжений.

§ 8.7. Усилитель с коррекцией дрейфа

Для исключения дрейфа была предложена схема усилителя с преобразованием постоянного входного напряжения в переменное (рис. 8.11). На выходе преобразователя получается переменное напряжение и,~, пропорциональное постоянному входному напряжению

.~ = Yn() bx-

Коэффициент преобразования Yn() обычно зависит от амплитуды Л возбуждения преобразователя. Частоту переменного напряжения

Возё/дитеМ} ?азс /I

о r r:i t i

ycuyiume/jh напряжения

выпрямате/ii У,

Рис. 8.11. Структурная схема усилителя с преобразованием постоянного входного напряжения в переменное.

выбирают 50 или 100 гц, а если необходимо избавиться от сетевых наводок, то повышают до нескольких килогерц. Дальнейшее усиление происходит в усилителе переменного напряжения. Усиленное напряжение j- = , /iC выпрямляется, фильтруется и на выходе получается постоянное напряжение Идых! величина которого равна

вых = вх7пИ)~Ув.

здесь Yb - коэффициент передачи выпрямителя.

Преобразователями служат контактные прерыватели, микрофоны с вибрирующей мембраной или конденсаторы с вибрирующей обкладкой. В отсутствие сигнала выходное напряжение этих устройств практически равно нулю. Поэтому их дрейф по входу ничтожен-всего несколько микровольт - и может быть уменьшен до долей микровольта. Усилитель переменного напряжения не дрейфует, а дрейф выпрямителя составляет доли процента от величины усиленного напряжения. Следовательно, дрейф всего усилителя - это небольшой дрейф преобразователя. Поэтому схема рис. 8.11 получила широкое распространение в усилителях малых напряжений,

несмотря на два серьезных недостатка. Во-первых, коэффициент преобразования Уп() микрофонами и конденсаторами зависит от амплитуды возбуждаемой вибрации и приблизительно пропорционален этой амплитуде. Для обеспечения постоянства усиления всей системы приходится или стабилизировать амплитуду вибрации, или исключать влияние изменения амплитуды, отводя конденсатору н микрофону роль нуль-индикатора. В последнем случае напряжение в, обнаруживаемое преобразователем, сводят почти к нулю обратной связью, цепь которой на рис. 8. 11 изображена пунктиром. Во-вторых, максимальная часто га переменной составляющей входного напряжения должна быть по крайней мере в 15-20 раз ниже несущей частоты, чтобы переходные процессы в усилителе К~ и в фильтре выпрямителя успевали завершаться в течение периода входного напряжения. Если частота несущей 1000-2000 г/{, то допускаемая максимальная частота входного напряжения получается 50-100 гц. Попытки увеличить частоту несущей применением преобразователей на электронных лампах оказались неудачными- ламповые преобразователи дрейфуют так же, как и ламповые усилители постоянного тока.

Применение схемы рис. 8.11 ограничилось специальны.ми случаями после того, как в 1950 г. Е. Гольдбергом был предложен способ коррекции дрейфа [8.2]. В настоящее время рассмотренную ранее схему целесообразно применять лишь в качестве нуль-усилителя в медленно действующих регуляторах.

Основой -усилителя с коррекцией дрейфа (рис. 8.12) является усилитель постоянного напряжения с обратной связью, осуществляемой сопротивлениями /?, и R. Дрейф его корректируется при помощи усилителя неременного напряжения с прерывателем П, в результате действия которых величина потенциала и не превосходит 10-20 мкв прн платино-иридиевых контактах (или даже долей микровольта прп чисто золотых контактах). Поэтому погрешность, вычисляемая по формуле (8.35а), может быть сделана достаточно малой при входных напряжениях в 2-3 мв.

Отклонение напряжения и от нуля сопровождается появлением импульсов напряжения п а контакте П прерывателя (рис. 8.13). На выходе двухкаскадного усилителя переменного напряжения появляется выходное напряжение Мг, которое выпрямляется контактом В выпрямителя. Средний потенциал точки В, который оказывается смещенным относительно нуля, выделяется фильтром R - Сф с большой постоянной времени. Происходит изменение потенциала сетки Нб = кор которое вызывает изменение выходного напряжения усилителя, и благодаря обратной связи через цепь /?2 - i?, потенциал и сводится почти к нулю.

Быстрые изменения входного напряжения могут вызвать заметные отклонения потенциала точки А от нуля. В этом случае