Его логарифмические АЧХ -б и ФЧХ - в

На частотах выше f _кр фазовый сдвиг выходного сигнала достигает –180° или превышает эту величину. Вместе с начальным схемотехническим сдвигом 180° (обратная связь–отрицательная) суммарный фазовый сдвиг по цепи ООС на частоте f _кр составит Dj= 360°, что и вызовет самовозбуждение схемы в случае K _oc = 1/b > 1. Следовательно, глубина отрицательной обратной связи ограничивается условиями устойчивости усилителя. На рис. 10.15, б возможные значения K _oc при которых, усилитель устойчиво работает, лежат в зоне 1.

Отсюда вытекает основное требование обеспечения устойчивости усилителя с ООС: прямая, соответствующая коэффициенту передачи ОУ с ООС K _oc = 1/b должна пересекать участок АЧХ с наклоном – 20 дБ/дек. Это обеспечивает максимальный запас фазы по цепи ООС до самовозбуждения, равный 90° (при принятой аппроксимации ФЧХ) на второй частоте среза f _{гр 2}. Реально же этот запас на частоте f _{гр 2} составляет 45°. На частоте f _кр этого запаса нет.

В ряде случаев может оказаться достаточным и меньший запас по

фазе. Поэтому в ОУ с ООС может быть использована и часть участка

АЧХ с наклоном –40 дБ/дек.

Если возникает необходимость построить усилитель, с ООС для которого не удается выполнить условия устойчивости, то в него необходимо внести цепи частотной коррекции. Частотная коррекция сводится в простейшем случае к срезанию лишней полосы частот. Если цепи коррекции выбраны так, что наклон результирующей АЧХ ОУ сос- тавляет –20 дБ/дек и она проходит через точку частоты единичного усиления f _т, то усилитель имеет полностью скорректированную частотную характеристику (рис. 10.16). Фазовый сдвиг на высокочастотном участке АЧХ составляет –90°, что соответствует максимальному запасу до самовозбуждения 90°. Частотная коррекция осуществляется с помощью внешних или внутренних RC цепей.

Усилители с внутренней коррекцией сохраняют устойчивость независимо от величины обратной связи. Однако такие усилители имеют ограниченную полосу пропускания и не позволяют в полной мере использовать динамические свойства усилителя для K _ос>> 1, так как коррекция обычно выполняется для наихудшего случая т. е. K _ос = 1.

Скорость нарастания выходного сигнала

Скорость нарастания определяется как максимальная скорость изменения выходного напряжения во времени:

, В/мкс.

Ответить мгновенно на изменение входного напряжения усилитель не может из-за своих внутренних емкостей. Эти емкости в процессе усиления сигнала перезаряжаются, но скорость их заряда ограничена, а следовательно ограничена и скорость изменения выходного напряжения. Скорость нарастания – это мера способности усилителя обрабатывать без искажений большие сигналы и эта способность зависит от частоты и амплитуды выходного сигнала. Эффекты, связанные с недостаточной скоростью нарастания могут вызвать значительные, не поддающиеся коррекции, искажения усиливаемого сигнала.

Если требуется использовать полную полосу пропускания усилителя, то приходится не допускать большого напряжения на выходе.

Для синусоидального сигнала U = U_а sin 2p ft скорость нарастания равна dU / dt = 2p f U_а cos 2p ft, а ее максимальное значение составит

V = (dU / dt) max = 2p fU_а.

В таблице 10.1 приведены малосигнальные характеристики некоторых типов ОУ компании Dallas Semiconductor (фирма Maxim).

Таблица 10.1

Модель	Функция	Мин. стабильн. коэф. усиления	Напряжение питания, (В)	Напряжение сдвига, (М в)	Частота единичн. усиления, М Гц	Потребляемый ток на один элемент
ВВ3554	Быстродействующий ОУ	> = 1	± (10 … 18)
ICL7614	Малопотребляющий ОУ	> = 1	+ 2 … + 16, ± (1 … 8)		0,044	0,015
MAX473	ОУ с однополярным питанием	> = 1	+ (2,7 … 5,5)
MAX4125	Одноканальный микромощный ОУ с режимом отключения	> = 10	+ (2,7… 6,5), ±(1,35…3,25)	0,75		0,825
MAX4285	Высокочастотный буферный усилитель с быстрым отключением	> = 1	+ (2,85 … 6,5)
MAX4413	Сверхмалогабаритный, малопотребляющий, высокочастотный двухканальный ОУ с низковольтным однополярным питанием	> = 1	+ (2,7 … 5,5)			3,5
ОР27	Малошумящий прецизионный ОУ	> = 1	± (3 … 18)	0,025		9,3

Дата добавления: 2014-01-15