Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [ 109 ] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193


4. Выходное напряжение, а следовательно, и выходной ток, /о, не зависят от сопротивления нагрузки, R. Значит, выходное сопротивление ОУ равно нулю.

5. Коэффициент усиления по напряжению, Aql, не зависит от Va, Vb, и Vo. Следовательно,

а) диапазон входного напряжения неограничен,

б) размах выходного напряжения неограничен,

в) поскольку Лоь = const, Vo точно повторяет Va~Vb, т. е. искажения отсутствуют. Значит, ОУ - абсолютно линейный прибор.

6. Изменение напряжения питания не приводит к изменению выходного напряжения, поэтому коэффициент ослабления нестабильности источника питания (КОНИП) бесконечен, а Aql не зависит от напряжения питания.

7. Voit) = Аоь[Уа{() - Ув{0], т. е. выходное напряжение будет точно повторять изменения Va и Vb со временем. Следовательно, времена нарастания, спада, задержки и установления равны нулю. В идеальном ОУ выходное напряжение должно мгновенно реагировать на изменения входного напряжения.

8. dVo/dt = AoLidVJdt -йУвШ) для всех сочетаний! dVJdt, dVB/dt и dVo/dt. Следовательно, ничто не ограничивает максимальную скорость нарастания, т. е. скорость нарастания бесконечна.

9. Коэффициент усиления по напряжению, Аоь, зависит от частоты. Следовательно, щирина полосы пропускания беско-

коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС) стремится к бесконечности.

3. Vo пе зависит от /?а и Rb. Следовательно,

а) нет падения напряжения на R и Rb, поскольку входной ток смещения = О (а значит, и los = 0), поэтому даже если Ra Ф Rb, то не существует дифференциального входного напряжения, связанного с током смещения;

б) нулевое падение напряжения на Ra и Rb свидетельствует об отсутствии тока через них, который мог бы протекать из-за конечности входного сопротивления, поэтому Z; бесконечно.



нечна как при малом сигнале (т. е. BWol), так и при большом сигнале (т. е. ШПММ).

10. Vo не зависит от R,, поэтому выходной ток не ограничивается схемой ограничения тока.

И. Vq не зависит от температуры, т. е.

а) TKHkos = О,

б) TKIb = О,

в) величина Аоь не зависит от температуры.

12. Входной ток шума равен нулю, поэтому не будет связанного с ним шумового падения напряжения на R и

б. 18. Устойчивость ОУ

Рассмотрим схему ОУ с обратной связью на рис. 5.31 и будем использовать следующие определения: Aql - коэффициент усиления без обратной связи; F - коэффициент обратной связи - доля выходного напряжения, которая возвращается на вход; FAql- коэффициент усиления сигнала петлей обратной связи; Ась - коэффициент усиления с обратной связью.


Рис. 5.31. Схема включения ОУ с обратной связью.

Для схемы на рис. 5.31 зависимость между выходным напряжением Vq и входным напряжснием, или напряжением сигнала, Vs имеет вид Vq = AolVs - FAolVq, т. е. Vo {I + FAql) ~ AobVg. Следовательно, для коэффициента усиления с обратной связью можно записать

Acl = vo/Vs = AoJil + FAql). (5.58)

Разделив числитель и знаменатель на FAql, получим

Acl - + 0/1Aol)1 (5.59)

Если петлевое усиление много больше единицы (FAql > 1). 0 коэффициент усиления с обратной связью примерно равен cl \/F. Значит, коэффициент усиления с обратной связью становится примерно равным величине, обратной коэффициенту Обратной связи F, и, таким образом, в основном зависит только т параметров петли обратной связи и относительно независим коэффициента усиления без обратной связи.



С другой стороны, если петлевое усиление становится много меньих- единицы {\1Аоь\ < 0. ю коэффициент усиления с обратной связью приближается по величине к коэффициенту усиления без обратной связи. До тех пор пока петлевое усиление - пололительная величина, коэффициент усиления с обратной связью Судет меньше коэффициента усиления без обратной связи, а при большом петлевом усилении коэффициент усиления с обратной связью будет много меньше коэффициента усиления без обратной связи.

Уравнение для коэффициента усиления ОУ с отрицательней обратной связью имеет вид Act = АдЛ + PAql), откуда следует, что коэффициент усиления с обратной связью меньше коэффициента усиления без обратной связи. ОУ - многокаскадный электронный усилитель, и по мере увеличения частоты фазовый сдвнг между входным и выходным сигналами монотонно увеличивается. На определенной частоте, обозначаемой /i8o», фазовый сдвиг достигнет 180°. На этой частоте тот вход, который па низкой частоте был инвертирующим, фактически становится неинвертирующим и наоборот для другого входа ОУ. Таким образом, при / = /180» обратная связь, которая была отрицательной на низкой частоте, становится положительной. При f ~ /шо» петлевое усиление становится отрицательным и выражение для коэффицпепта усиления с обратной связью можно записать в виде

AcL- AoJI-IFAolD-

До тех пор пока петлевое усиление по модулю меньше единицы (т. е. 4ol < 1)> система является устойчивой с ограниченным коэффициентом усиления с обратной связью. Если же петлевое усиление на частоте / = fi8o° равно или больше единицы (т. е. fAoL i> 1 при / = /i80). то коэффициент усиления с обратной связью стремится к бесконечности, а система в этом случае называется неустойчивой или генерирующей (способной к генерации электрических колебаний).

Если система неустойчива, а коэффициент усиления с обратной связью бесконечен, то она может вырабатывать выходное напряжение при нулевом входном сигнале. Напряжение, которое возвращается с выхода на вход через петлю обратной связи F, достаточно для возбуждения системы, так как она сама вырабатывает входное напряжение с помощью петли положительной обратной связи. Форма выходного напряжения - чаще всего синусоида или меандр с частотой / = /i8o°. ОУ в этом случае работает уже как генератор, а не усилитель и относительно нечувствителен к любым входным воздействиям.

На низкой частоте коэффициент усиления с обратной связью связан с коэффициентом обратной связи F соотношением Acl Ф> л> 1/F. Следовательно, условие устойчивости /olI "Р



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [ 109 ] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193