Решающий усилитель
Решающий усилитель в аналоговых вычислительных машинах, комплексное устройство, состоящее из постоянного тока усилителя и внешних элементов, образующих цепь обратной связи, 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 S практически равно 0. Благодаря этому . Но , ., , и поэтому . Отношение ?определяет заданную математическую операцию по входу i. Если , то Р. у. осуществляет алгебраическое суммирование входных напряжений. Если , причём Zi и Zoc - активные сопротивления, то суммирование осуществляется с одновременным умножением слагаемых на постоянные коэффициенты ki. В случае включения в цепь обратной связи комплексных сопротивлений происходит более сложное преобразование входных сигналов во времени. Например, если Zi - активные сопротивления (равные Ri), а цепь обратной связи образована ёмкостью Coc, то , т. е. происходит интегрирование суммы входных напряжений по времени. При использовании в цепях обратной связи нелинейных сопротивлений Р. у. позволяют выполнять нелинейные операции (возведение в степень, нахождение тригонометрических функций, перемножение и др.).
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.