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

зисторов), даже в наименее благоприятном случае полной обратной связи {F = 1), который соответствует коэффициенту усиления с обратной связью, равному единице. Такая ситуация (/„ </2) обычно используется при внутренней коррекции ОУ.


-Aoi.(f)eo)

Частота, f (логарифмический масшта5)-

Рис. 5,34. Частотная характеристика ОУ без обратной связи.

5.18.3. Коррекция ОУ. Коэффициент усиления ОУ без обратной связи на низкой частоте Aql (0) обычно чрезвычайно велик (100000). В результате в большинстве схем ОУЛсг, (0) << Aql (0). Если использовать такое Aql (0) при условии устой-



чивости ОУ, ТО окажется, что частота первой точки излома должна быть много меньше частоты второй точки излома /g. По мере уменьшения коэффициента усиления с обратной связью также уменьшается. Например, при Aql (0) = 100 ООО (100 дБ) = 1,0 МГц и /з = 4,0 ЛГц. Для устойчивой работы ОУ с обратной связью при коэффициенте усиления Ась (0) = 100 Д не должно превышать 5,0 кГц. Если требуется обеспечить устойчивость ОУ с обратной связью при коэффициенте усиления, близком к единице (повторитель напряжения), то верхняя граница должна быть максимум 50 Гц. А если необходимо работать с повторителем напряжения при запасе по фазе 45°, то /j не должно превышать 14 Гц.

Чтобы первая точка излома была на такой низкой частоте, необходимо либо использовать ОУ с внутренней коррекцией, либо модифицировать частотную характеристику путем подсоединения к корректируюиим выводам ОУ дополнительной емкости. В любом случае схема коррекции приведет к появлению дополнительного множителя вида 1/(1 + i) в уравнении коэффициента усиления ОУ без обратной связи в зависимости от частоты. Схему коррекции можно рассматривать как простейшую низкочастотную /?С-цепь, передаточная характеристика которой имеет вид

где fl = 1/2л/?С.

ОУ с внутренней коррекцией. В ОУ с внутренней коррекцией частота первой точки излома обычно выбирается такой, чтобы обеспечить устойчивость ОУ с запасом по фазе по крайней мере 45° при любом значении коэффициента усиления с обратной связью, причем предполагают, что петля обратной связи состоит только из резисторов. В частности, если в наименее благоприятном случае, т. е. при использовании повторителя напряжения с Ась (0) ~ = 1, обеспечивается запас по фазе минимум 45°, то для любых других схем включения ОУ с обратной связью (с резисторами в петле обратной связи) запас по фазе будет больше 45°.

В ОУ с внутренней коррекцией требуемое значение /i обычно лежит в диапазоне от 3 до 30 Гц, часто около 10 Гц. Такое значение /i много меньше частот других точек излома, поэтому ширина полосы пропускания при разомкнутой петле обратной связи будет в основном определяться только /j, следовательно, можно записать В Wob « А-

Внутренняя коррекция ОУ достигается путем добавления конденсатора небольшой (30-50 пФ) емкости на кристалл кремния в процессе производства. Этот конденсатор подключается к определенным точкам в схеме и изменяет в сторону уменьшения частоту /i, обычно до примерно 10 Гц.



ОУ без внутренней коррекции. Преимуществом ОУ с внутренней коррекцией является простота их использования, поскольку они будут устойчивы (с запасом по фазе 45°) при любых параметрах обратной связи при условии, что петля обратной связи состоит только из резисторов. Их существенный недостаток состоит в том, что ширина полосы пропускания будет достаточно узкой при любых значениях коэффициента усиления с обратной связью от единццы и выше. Это связано с тем, что выбор значения Д основывается на обеспечении запаса по фазе 45° при единичном коэффициенте усиления, Такое не соответствует значению, необходимому при других коэффициентах усиления с обратной связью.

В ОУ без внутренней коррекции коррекция достигается путем подключения к специальным корректирующим выводам конденсатора небольшой емкости (как правило, от 5 до 50 пФ). В этом случае корректирующий конденсатор является внешним элементом и его емкость можно выбрать из соображений оптимальной работы схемы при заданном коэффициенте усиления с обратной связью, что принципиально невозможно при внутренней коррекции ОУ. Для повторителя напряжения различие между полосой пропускания, полученной в ОУ с внутренней коррекцией и без внутренней коррекции, несущественно, поэтому предпочтителен ОУ с внутренней коррекцией. При коэффициенте усиления с обратной связью больше единицы можно добиться значительно более широкой полосы пропускания, используя ОУ без внутренней коррекции, правильным подбором емкости внешнего корректирующего конденсатора. В ряде случаев при использовании ОУ без внутренней коррекции удается расширить полосу пропускания ОУ с обратной связью в5 и даже 10 раз по сравнению с шириной полосы пропускания, достижимой при использовании ОУ с внутренней коррекцией.

5.18.4. Высокочастотный подъем коэффициента усиления. На критичной частоте f = /igo" обратная связь, отрицательная на низких частотах, становится положительной. Если петлевое усиление FAqi по модулю больше или равно единице на этой частоте, то ОУ самовозбуждается и схема начинает работать в режиме автоколебании. Условие, необходимое для устойчивой работы усилителя, было рассмотрено выше. Однако даже если схема действительно устойчива, положительная обратная связь, которая существует в области частот, близких к /о», может привести к тому, что коэффициент усиления с обратной связью в этом частотном диапазоне будет больше, чем низкочастотный коэффициент усиления с обратной связью Ась (0). В этом случае говорят, что существует высокочастотный подъем коэффициента уси-ения. В данном разделе будет проведен анализ высокочастотного одъема коэффициента усиления путем исследования отношения cl (/i8oo)/c£, (0). Если оно больше единицы, то имеет место одъем коэффициента усиления на высокой частоте. Из выраже-



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