Из ОУ "широкого применения" - в R2R по выходу

Falconist · 17 сентября, 2019

В данной теме вопросов не будет. Она предназначена для "юных дарований", как информация для проектирования схем на ОУ.

Нередко возникает задача получить выходное напряжение ОУ от 0 В. При нынешнем разнообразии ОУ, применить Rail-to-Rail, в принципе, особого труда не составляет. Единственный сдерживающий фактор - их "кусючая" цена. Широко распространенные LM358, строго говоря, тоже не совсем R-2-R. порядка 50...100 мВ до действительно нуля не "дотягивает". Да и те дорогие ОУ, что позиционируются, как R-2-R, тоже имеют остаточное ненулевое выходное напряжение, хотя и всего несколько (до десятка) мВ.

Описанная ниже схема, при определенных условиях, способна превратить ОУ "широкого применения", т.е., с выходным напряжением, не дотягивающим потенциала минусового питания на целых 1,5...2 В (например, "древний" 741/К140УД6/7), в аналог R-2-R по минусу питания.

Схема, в принципе, известная, но почему-то всё равно неизвестная (тавтология, конечно) . Суть ее заключается во включении между выходом ОУ и точкой снятия ООС стабилитрона, в качестве которого выступают несколько диодов, включенных в прямом направлении (стабисторы). Схема представляет собой повторитель, т.е. выодной сигнал должен в точности повторять входной.

Резистор R1 является не просто нагрузочным, он принципиально необходим для стока выходного тока через цепочку диодов, которых должно быть минимум три. "Осциллограмма" сигнала в контрольных точках этой схемы (все треки смещены на минус 2 В, чтобы максимально использовать разрешение "экрана" виртуального осциллографа):