Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 42
Текст из файла (страница 42)
11.5,а исходны(! коэффинп ент усиления Кьт=(й~/(й14-й1)3К, а в схеме рис. !1.5,б К~ = К+, дает следующие результаты: для пнвертирукнцего включения (ркс. 1!.5, а) К~ м=~й~/йЦа; (11.6 а) для неннвертнрующего включения (рнс. !1.5, б) К~ц=(1+й~/й Ца+. (11.6 б) для комбинированного включения (рис. 11.5, в) н,,— — и„„+(1+й,/й1)и+ — и (й~/й1)и, (11.6 и~ где а-=К /((1+К )ф+(й!/й1)/(1+К )~ ', аь=-.КД(1+К вЂ” )) У' Х(1+ (~чй1)/(1+ К- ) ) '. зн Так как коэффициенты усиления К и К+ в ОУ существенно евышают единичные значения, то с учетом (7.4б) в условиях, гда /7! Я ! << К, !,и-=1/(1+йг/ИК-) =-1; а+ — — (Кч/К )/(1+йг/К1К ) =1+2/!м !!' В ОУ коэффициент ослабления синфазиого сигнала р, сущест"' во меньше единицы, поэтому с приемлемой для практики точ' тью можно считать, что а =а+=-1. На основании этого и со,иошеиия (11.6) можно утверждать, что передаточные свойства "иведеииых иа рис.
11.5 схемных конфигураций в условиях Т»1 ' зависят от усилительиых свойств самого ОУ и определяются 'лько передаточными свойствами цепей ОС. ";; Проведеииый в настоящем параграфе анализ и его результаостаются в силе при комплексном характере двухполюсииков ;1 и /7ь т. е. когда в качестве ипх выступают частотно-зависимые 'ухполюсники л1 и Кь 1! 4.
МЕТОЙИКА ПРИБЛИЖЕННОГО АНАЛИЗА ПЕРЕДАТОЧНЫХ И ДРУГИХ СВОИСТВ СХЕМ НЛ ОУ Работа схем рис. 11.5 становится особенно иаглядиой, если ее 'ализ осушествлязь иа основе двух следующих приближенных 'отношений. а именно — в условиях действия глубокой ООС , >1) можно пренебречь сигнальными значениями иапряжеиия и тока !„, считая и„=-0 и 1,„=-0. ;:": Соотношение и„=-.0 вытекает из того, что напряжение и,„в 'емах рис. !1.5 выступает в качестве входной разности потеициа' в и, дифференциальиого усилителя с очень большим коэффи"ентом усиления К, т.
е. и,„-=и,=и,,/Кл, где Кх-+-оо при .=ФО. Так, пРи и„,=10 В и К„=-1Оа и,„=их=-и..„/К„=10 мкВ. 'ледовательио, можно припять, что в условиях действия глубой ООС в схемах рис. 1!.5 потенциал точки а следит за потеиалом и„„+, в результазе чего в схемах неиивертирующего ис. 11.5, 6) и комбиниропаииого (рис. 11.5, в) включения и„= ; и„, а в схеме иивертирующего включения и,=0. По указанной рпчиие точку а при последнем варианте включения ОУ иазыват пулевой точкой илп точкой мнимого нуля. Потенциал этой точ(позенциал узла а) в схеме иивертирующего включения иезаюимо от втекавших и вытекающих в точку а токов практичесимеет нулевое значение. К причинам, позволяющим припять значение тока !,„равным улю„относятся высокоомиость по входу самого ОУ в практичесе отсутствие в условиях глубокой ООС на входном сопротивле- 29Б иии )7,„, сигнальной разности потенциалов их (и =и„'„.
=О). Сле )- станем того, что 1,'„=О, является равенство !'1=!1, (1 !.7) которое совместно с выше рассмотренным соотношением и,'„= О (11.8) составляет основу приблил!еиного метода анализа свойств схем на ОУ с глубокими ОС. Так, для схемы инвертирующего включения (рис. !1.5, а) в соответствии с (11.7) н (11.8) можно составить следующую цепочку равенств, приводящих н результату, аналогичному (1).ба). !! =- !т,' ия!/)71 =- ииl/Кт' и,„~/т! = и, ~Ц; К = и,,)и = Яф71. Аналогично дл ясхемы неинвертирующего янлючения (рис„ 11.5, б) 1! —— !'т, ии)/Я1 = ия//)(т', и„Я! = и,, ),'Вт'. К .=. и, /а,„= )7 /И.
Применение рассмотренных принципов приближенного ана)шва позволяет выделить ряд особенностей в свойствах схем рис. 1!.5. К таким особенностям необходимо отнести следующие: прн инвертнрующем включении (рнс. 11.5,а) входное сопр тивление схемы равно сопротивлению /7! (в связи с псевдозаземлеииостью точки а); ири неиивертнрующем включении (рис, !1.5, б) входное сопротивление схемы велико (равно 2/7,„,), так как на двухполюснине /7.,х в схеме рис. 7.2 прантически отсутствует сигнальная разность потенциалов; при комбинированном включении (рис. 1!.5, в) входное сопротивление по нивертирующему входу равно сопротивлению /71, а по неинвертирующему 2Р» ы ирн комбинированном включении значение тока !1, потребляемого от источника сигнала и„, зависит от потенциала и„„(твк как 1! (и~~ и )//71, Где ии=ивх+) т.
е. источник сигнала ив~ может оказать влияние иа работу устройств, подключаемых к иеиивсртнру!ощечу входу схемы рис. 11.5, в; при иеиииертирующей и номбииированной схемах включения иа входах ОУ ноже) присутствовать существенное сиифазное иа. иряжеи1ш равное иапряжш!и!о ивк~-, тогда как при ие!Н1вертирую' щей это напряжение практически всегда отсутствует; прн комбинированной схеме включения коэффициент усиления К)*=ивыь/пах+ относите ты!о иеиивертируюшего входа зависит !Ие эви "-' ко от сопротивлений И и )'ь но н от внутреннего сопротив- 'ия )т', источника сигнала и,„. -':;'Рассмотренная методика приближенного анализа оказывается ''Ьма эффективной нри анализе нелинейных по передаточным "" йствам устройств, когда в схемах рис.
1!.Б в цепи ОС в ка' тве двухполюсников )11 и )Т~ использованы элементы с нели- "' ными ВАХ. Ы,з. СХЕМЫ ОБРАБОТКИ С ТРЕХПОЛЮСНИКОМ В ЦЕПИ ОБРАТНОИ СВЯЗИ ".-."- Расширению области возможных аидов функционального пре' азования с помощью ОУ способствует переход на использова- в схемах рис. 11.5 в цепи ООС вместо двухполюсннка И1 " полюсника (рнс.
11.6). Осуществим анализ свойств этих схем " основе изложенных в $114 принципов и вытекающих из них тношений (11.7) и (11.8). иа„ из „ Р .~ЕЕ 20Т В схеме рис. 11.6, а трехполюсник работает в режиме короткогп замыкания его выходного зажима а на точку нулевого потепзшала, так как благодаря действию в схеме глубокой ООС значение потенциала и, этого зажима независимо от выходного тока трехполюсника практически равно нулю. Передаточные свойства трехполюсннка прн таком режиме его работы целесообразно охарактеризояать передаточным (взаимным) сопротивлением л., имеюгцнм место в режиме короткого замыкания зажима а пз точку нулевого потенциала (при и,=О).
Значение этого сопротивления определяется соотношением Е,в=ив/!ем где !„— выходной ток трехполюсннка в ренские короткого замыкания при воздействии на его вход сигнального наприн ения ив . В соответствии с принципами приближенного анализа можно составить следующую цепочку вытекающих друг из друга и (11.7) и (11.8) соотношение: п„=О; иа=- — и„„„; й=-и„//71; В=и„/У,; /, = /~ — — Е„,", /„,= иг,,~Е„; и,„/Е„,,,„=-и„„/Е„,; К = и,„„/а,„= Е„,/2,. (11,9) Частным случаем трехполюсннка является его выполнение пг Т-образной схеме (рнс. 11.7).
Прн этом 2,.= (ЛтЕз+ХзЕ~+Уз~4)/7ь а значение коэффициента передачи в схеме рис. 1!.6, а согласно '(11.9) определяется соотношением К! = ЕкзЯ~ '— ' (ЕзЕз+ 7тЯ4+ ЕзЕе) 7 ~7ь (11.10) Обычно трехполюсное соединение в схеме рнс !1.6„а исполь зуется в варианте, прп котором Д=Ет=2,=./7, а Хз=йз В это ~ случае при достаточно высокоомных сопротивлениях /7 схема !1.6, а может выступать в роли масштабного усилителя, который в отличие от схемы рнс. 11.5, а милует одновременно обладать как повышенным входным сопротивлением /1„==/7, так н большсн усилением К!=2+/7Я . (11.1 ! ) Для схемы неинвергнруюшего включения ОУ с трехполюсннком в цепи ОС (рис.
11.6, б) аналогичным способом могут быть ЯВ '"учены соотношения, аналогичные соотношениям (11.10а) н ,Ф: 105), а именно %=-1+(2А+Е,Л, +г,Л,+Л,г,)1х,гз; (! 1.12) К =- 3+ 2йЮЗ. ~!Для комбинированной схемы включения (рис. 11.6, в), как " ует из (11.10) — (!1.12), и,„„= (1+ (2зЕз+ 2~2 + 2зЕ, + Еьсз)/2~аз(и~+— — )(ЕзЕз+ Яз71+ ЕзЪ),~Ез2, ~ и и, =- 2 (2+ й/ИЗ) им ь — (2-1- й.'ВЪ) изз (11.
13) ' а. Выходнов соппотивлпник схвмных постропнин ЙА оу С ГЛУБОКОЙ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ;Достоинством схем обработки, организованных в виде типо- '" схемных построешгй иа ОУ с глубокой ООС, является малое '*Т(ение нх выходного сопротивления Явых 1 лаже и )словник нс ' оваиня ОУ с относительно большим собственным выходным '(ютивлсиием )г„,„,ог. Указанная шыкооциость по выходу обус- " еиа тем, что в этих схемах структура цени ОС иа выходе ОУ, "; ннзоваиа по типу параллелыюго соединения (рис. 5.2).
При ' й структуре цепи обратной связи Т,,(0) =О, что при -";(со)ФО приводит согласно (5.2г) к сншкению выходного со- ''тнвлеиия схемы в 1+Т,ы„(ео), где Т,ь,(0), Т„.,„(со) — значе- ,:Петлевой передачи в условиях иакорозко замкнутых выходных 'Имое и при отсоедииеииой от этих за>кимов внешней цепи (це- ;11агрузки). Таким образом, Явях 1 = йене/(1+ Твн~ (ое) ), (11.14) Ф. Иаир = Й вне От Р л, и л„з а Рис.
11.а В условиях, когда в схеме рис. 1!.8 мох(ио прсиебречь яли» вием иа ироиш .Теиие сигнала ио иеии ойрате>Й связи собст»с ( (ЫХ ВХОДИЫХ СОПИ(>ТИП ~!ЕИИЙ >Гв» в И г>вв в ВВИДУ' ИХ ВЫСОКО(>МИОС '* И ио сравнению с сопротивлениями Й„>х>! и 7(>г, значение иеглгв >й передачи можио вычислить по формуле У;„„(-) = К,.К,>Кв. =. =((Я,+И)7(г, И+Я,)ЦК,)(г"7(гв» Л„„„„)(, (1!.!5) !де х"=)тв+)х>1+)гг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
