Чем грозит использование операционного усилителя с коэфициентом усиления меньше единицы?
Например Кус=0,5.

Операционник в данном случае нужен как диференциальный усилитель, чтобы подавить диференциальные помехи с длинных проводов от датчика. Ну и для защиты входа АЦП до кучи. Но выходной сигнал датчика 0 - 5V а входной для АЦП 0 - 2,5V. Можно сделать Кус=1 и поставить делитель на 2 после операционника, но в этом случае проблема с питанием операционника, чтоб на выходе ОУ получить 5V надо на него вольт 7 подавать, отдельно не хочется. Либо ставить диференциальный делитель на 2 до ОУ. Опять лишние детали.

А что за ОУ-то? Он Rail-to-Rail по входу? А то вы как-то лихо собрались на него 0-5В при питании 5В подавать.
P.S. а как диф. помехи с помощью ОУ фильтруются?

ОУ с внутренней компенсационной емкостью, а таких сейчас большинство, в таком включении гудят. Правда, по-разному, но чтоб не гудели - не видел. Специально занимался данным вопросом, т.к. пришлось модифицировать одну схему, где такое включение было применено. Не один десяток ОУ прогнал...

Можно резистор( лучше + конденсатор последовательно) между входом и "землей" поставить чтобы повысить коэффициент усиления шума на высоких частотах, которые уже не интересны...
Но шум...
А ведь бывают специальные диффусилители для таких целей.

Вообщем понятно. Кус <1 это, как я и подозревал, неправильно.

Ну так берите "правильный", а не первый валяющийся в столе. Всего-то и делов. Правда в близи нуля при наличии помехи и при однополярном питании естественно фокусики могут вылезать (вне зависимости от коэффициента усиления) . Для полного счастья можно просто искать специализированные входные дифусилители у, например, AD.

Да ничем не грозит включение ОУ в схему с Ку менее 1, если ОУ скорректирован для усиления 1. И если при этом цепи ОС являются резистивными. Петлевое усиление при этом сделать более, чем усиление самого ОУ без ОС невозможно- поэтому проблем с устойчивостью не предвидится. Вот если цепи ОС реактивные- в этом случае нужно конкретно смотреть по поводу устойчивости. Или цепи ОС содержат усилительные звенья.

ОУ корректируются для Ку = 1 и БОЛЕЕ. А насчёт ничего не случится - возьмите тот, который считаете, что ничего с ним не будет, включите, а потом сообщите нам, плз. Я не отвечал на , но zltigo предложил решение - использовать усилители со встроенными делителями и т.п. это тоже вариант, хотя уже не есть "обычные" ОУ. У меня "первых валяющихся на столе" было, думаю, достаточно разновидностей, чтобы просто отказаться от схемы, в которой было применено, IMNHO, некорректное решение. Попробую перечислить участников : TL062, TL084, MC34004, LM2902, LM358, LF351, LF347, 140УД6, 140УД7, OP413, OP491, OP90, OP291, OP296, OP497, AD8544, AD8031, OPA244.
"Наилучшим" оказался MC34004 - но этот антиквариат найти в количестве, большем, чем "на столе"... пришлось до переработки схемы пару штук искать по курганам)) на радиорынке

У меня создается ощущение, что мы с Вами говорим о разных вещах. Может, приведете схемку свою? Вообще-то, такие вещи (такие, как мне представляется) я делал на 140УД22 (LF356), 140УД23 (LF357), ну и на 140УД7,6 LM358 (1040УД1) да и на других тоже...

Правильнее говорить: для коэффициента обратной связи, равного 1.
При любых к-тах ОС менее 1, система будет устойчивой.
В данном усилке (в дифф. включении) Кос будет меньше 1, поэтому всё будет работать нормально.

Забыл отметить: самовозбуждение ОУ возможно, если постоянные времени (входная емкость)*(экв. сопротивление цепи ОС) достигнет критической величины для конкретного ОУ, но эти вещи могут случаться в принципе для любого Ку схемы и лечатся подключением параллельно резистору ОС конденсатора небольшой емкости. Для диф. включения- еще одного конденсатора, параллельно резистору, подключенному к общему проводу.

Причем эти кондеры на самом деле, выполняют еще полезнейшую функцию фильтра и заменив второй подстроечником получам возможность подстраивать подавление синфазных помех для переменки.

А если операционник выполняет роль фильтра с низкой (<20) Гц частотой среза, то конденсатор параллельно резистору ОС будет совсем не маленькой емкости. Что будет в этом случае. И еще, что будет с коэфициентом подавления синфазных сигналов, если Кус<1?

Я бы настоятельно не рекомендовал так делать.
Засада даже не в том, что такие цепи можно применять только для подавления ВЧ составляющих (ёмкость подстроечных кондёров невелика), и не в том, что схему придётся подстраивать "ручками". Основная беда - даже небольшое различие постоянных времени инвертирующей и неинвертирующей цепей приведёт к преобразованию синфазного сигнала помехи на входе усилителя в дифференциальный , который в дальнейшем невозможно будет отделить от полезного сигнала (по крайней мере, простыми методами). Более того, подстройка возможна только для одной частоты (импедансы кондёров меняются с частотой неодинаково), а также всё это дело будет дико плыть на температуре.
Для подавления больших синфазных сигналов сейчас применяются способы, не требующие подстройки, и обеспечивающие подавление СС в широком диапазоне частот. Например, активное заземление (active shielding), или, ещё более просто: суммировать сигналы с дифф. линий, а потом подавать сумму в противофазе на входы дифф. усилка. Для этого, правда, нужен дополнительный "противосинфазный" усилитель. Резисторы же можно найти на два-три порядка более точные и стабильные, чем кондёры.

Да, всё верно. Это может возникнуть, только если величина сопротивления цепи ОС в точке подключения инв. входа ОУ достаточно велика, что, в купе со входной ёмкостью ОУ и проводников, приводит к образованию дополнительного полюса в полосе пропускания ОС (где усиление по петле ОС >1). Ёмкости внешней коррекции для компенсации этого полюса, как правило, измеряются единицами пикофарад.

Для подавления синфазных сигналов и качественной фильтрации дифференциальных нужно применять не операционный, а инструментальный усилитель (посмотрите, например, у TI, AD или LT. Фильтрующий кондёр можно просто подвесить между его входами.
Делить напряжение на входе лучше всего с помощью прецизионных резисторных сборок (например, Vishay или Susumu), правда, цена на них относительно высока, и приобрести в России мелкую партию довольно сложно.
Видел у кого-то из грандов (AD, по-моему) также ИУ со встроенной прецизионной делительной цепью, для больших (десятки вольт) синфазных сигналов. Правда, Вам это, наверное, не потребуется.
Если сигнал нужно оцифровывать - есть АЦП со встроенными точными резисторными делителями. AD7732, например.

ЗЫ. А какой тип датчика, и какой АЦП Вы применить собираетесь?

Да, вижу, что о разных. Если о диффусилителе, то я глубоко неправ. Чегой-то усмотрел только первую часть вопроса

и принялся обсуждать инвертирующее включение.
Вот, наконец, апчитался.


Синфазные, дифференциальные... Что-то тоже напутано
Ну да ладно.


Интересно, что же будет подаваться на инвертирующий вход диффусилителя? Общим что будет?

Общим, будет общий , просто один из входов будет соединяться с общим на удаленном конце у датчика.

Некое подобие инструментального можно сделать и из операционного, а вот у меня такой нескромный вопрос: А как получить коэф. усиления меньше 1? Ведь для этого в цепи ОС должно стоять усилительное звено, или я не прав?

А не надо 20Hz резать на дифусилителе - на нем килогерцы и постройка подавления синфазных в диапазоне. А 20Hz уже после можете срезать.

А что с ним может быть? Как и при других коэффициентах будет сильно зависеть от точности резисторов


Нет, просто номинал входного резистора больше, чем номинал резистора стоящего в обратной связи.
Обычное дело для дифусилителей, если нужно получить диапазон входных напряжений превыщающих напряжения питания усилителя, поскольку использование двух "привычных" для несимметричных усилителей делителей приводит к неизбежному дополнительному ухудшению подавления помех.

Почему подобие? ОУ - это и есть дифф. усилитель с большим Ку. Для того, чтобы стабилизировать Ку и обеспечить широкую полосу пропускания, используется ОС.
Простой ДУ с к-том усиления 0,5 на ОУ выглядит так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ref - опорное напряжение, которое будет на выходе усилителя при отсутствии дифф. сигнала (закоротке входов).
Выходное напряжение в идеале будет зависеть только от дифф. сигнала на входе, и не будет зависеть от синфазного.

Такой ДУ, правда, не лишён ряда недостатков, от которых в значительной степени избавлены инструментальные усилители.

Поставим вопрос иначе. А не связано ли у slog каким-либо образом питание датчика с питанием ОУ?

Некоторые из недостатров можно уменьшить:
- разные входные сопротивления по входам за счет замены резисторов подключенных к неинвертирующему входу (n) в соответствии с соотношением 2Rn + Rn = 2R
- Для операционников с биполярниками на входах после этого можно добавить резистор между неинвертирующим входом и 2R-R цепочкой, для уменьшения дрейфа нуля из-за разных сопротивлений по входам.

Дифусилитель с К<1 совсем не экзотика. Посмотрите пример.Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нет смысла использовать инструментальные усилители или еще какие-то специальные. Задача проста как 3 копейки. Вопрос только в оптимальности решения. Делитель до операционника, после, или прямо на операционнике.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Параллельно R4 всё-таки нужно включитьконденсатор, с емкостью равной C1=47nF. В противном случае вероятно самовозбуждение схемы. И, кстати, можно и НЧ фильтровать- без ощутимой потери КОСС. Нужно расщепить резисторы R1 и R2 на две равные половины каждый ( в данном случае-по 100 kOm) и включить между точками соединения половинок конденсатор, емкость которого, как минимум, раз в 10 больше C1. Дифференциальный сигнал переменного тока будет при этом ослабляться.

У меня стоит похожая задача.
Нужно формировать из напряжения возбуждения тензомоста опорное напряжение АЦП,
для компенcации падения напряжения на проводах питания тензомоста. Т.е нужно решить
две задачи:

1. обеспечить фильтрацию дифференциальных помех
2. выполнить прецизионное деление напряжения, т.к напряжения возбуждение тензомоста
превышает допустимое напряжение на опорном входе АЦП.

Для решения первой задачи я решил поставить ИУ с ку = 1, для второй опер с встроенными прецизионными резисторами( INA133, LT1991 ), что избавляет от покупки труднодоставаемых прецизионных резисторов.
Недостаток такого подхода на мой взгляд только в относительно низком
КОСС ИУ при ку=1(для AD620 80дб ).

Нехорошо так делать, я уже писал об этом. Неодинаковость постоянных времени в плечах приведёт к сильному уменьшению КОСС.
Если применить кондёры в 10-100 пФ, тогда ещё куда ни шло...
Присоединяюсь к данному совету. Усиливать внеполосные шумы ни к чему.
Простите, почему? Или речь идёт о сигналах вне интересующей полосы?

Я с Вами согласен в том, что сбалансировать диф. усилитель с реальными конденсаторами у которых допуски 5-10% весьма непросто...Даже прецизионные типы имеют допуск не лучше 0,5% в доступном варианте. Однако автор, slog, на схему которого я ссылался, вообще разбалансировал свой усилитель по переменке- у него только резистор ОС зашунтирован конденсатором. В таком включении схеме не только будет собирать ВЧ помехи, но и, что весьма вероятно, будет неустойчива из-за паразитной связи по цепи выход- цепь ОС- инв. вход- дифф. входная емкость ОУ- неинв. вход..Поэтому я и рекомендовал включить параллельно R4 конденсатор равной емкости, чтобы, во первых, замкнуть цепь неинв. входа ОУ на общий по переменке, а во вторых, чтобы хоть как-то симметрировать схему, раз уж автору захотелось иметь фильтр. Я бы сделал фильтр по другому.На картинке приведена АЧХ усиления синфазного сигнала для разбаланса емкостей конденсаторов в +-10%. Усилитель- идеальный, коэф. усиления схемы- 1.

Прошу прощения, приведенная АЧХ синфазного была для разбаланса +- 1%. Вот так для +- 10%

Попробовал помоделировать разные варианты.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Самый первый вариант который я нарисовал - можно сказать что фильтр не работает. Designer56 правильно сказал конденсаторов должно быть 2 для симметричности. Следующие варианты с разделением входных резисторов на 2 последовательно. Это лучше, т.к. для получения такой же частоты среза нужен всего один конденсатор С1, такой же емкости, С4 и С5 не нужны. В этом случае R2,R4,R5,R6 и U1A обычный усилитель с Кус=1 подключен параллельно С1. Добавление С2 и С3 с номиналами в 10 раз меньше С1 почти ничего не меняет. Если номиналы С2, С3 равны С1 подавление переменки увеличивается.
На графике результаты.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Designer56 с какой целью нужны С2 и С3 с номиналом на порядок меньше С1?

ЗЫ. Щас попробую подавление синфазных сигналов помоделировать

А-а-а, понятно!
Вот подавление синфазного сигнала с конденсаторами С2,С3 и без них
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Кстати разница с емкости С2 и С3 в 10% почти не влияет на подавление. Вот.

slog, по вашей схеме C1 должен быть существенно больше, чем C2, C3. Идея в том, что узлы схемы, к которым подключен C1, замыкаются между собой по переменке через его импеданс, модуль которого много меньше, чем у C2, C3. И таким образом, минимизируется разбаланс усиления от разбаланса емкостей C2, C3 между собой. C4, C5 все-таки нужны- в противном случае может возникнуть самовозбуждение ОУ по причинам, которые я описал выще.

Я вообщем пришел к выводу что С2 и С3 должны быть по 470 - 4700pF, больше не надо. А по поводу необходимости С4 и С5 в обратной связи. На операционнике сделан усилитель с Кус=1. Он и без конденсаторов вроде должен работать. Или я ошибаюсь?

Ошибаетесь. может наблюдаться самовозбуждение

То есть, вы хотите сказать что ОУ включенный как диференциальный усилитель с Кус=1 может возбудиться? Даже если усилитель внутренне скорректирован для Кус=1. И надо обязательно ставить конденсаторы параллельно резисторам обратной связи?

PS. Раньше я эти конденсаторы не всегда ставил. Работало и без них.

Если усилитель быстродействующий, или резисторв ОС большого номинала- нужно ставить

или и то и другое.