Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 72
Текст из файла (страница 72)
изменяется от нуля до 0,1 В. при этом возможно появление синфазных помех. обус:ювленных резистивными эффектами в заземлении кабеля 1обратихе внимание, что источник питания на выхоле заземлен). По этой причине ОУ включен как дифференгнальный усиятиель с коэффициентом усиления, равным 100.
Напряжение сдвига регулируется с помощью внешнего резистора Я,, так как в ОУ типа 1 Т1013 нет внутренней схемы регулировки сдвига 1в ОУ тина 1Л1006 такая схема есть). Для регулировки можно использовать стабилитрон, который обеспечивает схабильность эталонного напряжения порядка нескольких процентов.
гак как при настройке схемы нужна небольшая коррекция напряжения гпо крайней мере, на это надо рассчитывать). Для работы с одним ис точникохх быя выбран ОУ типа 358, таа как па его входах и выходе напряжение может изменяться ло потенциала земли. Напряжение Г, может быль нестабилизированным. величина коэффициента ослабления влияния напряжения источника писания 1КОНП) более чем достаточна Защилхх цеигарироааиие ~ исс1ерезиса 260 Глава 4 . Е Э 741 748 а да/оепаип к 1н(ли „) Е Рис 44~ Рпзисшор с 4 выводами Заземленный выходной коншакг" Рис. 479 Усилитель лля измерения тока в цепях большой мопзности.
и составляет в данном случае 100 дБ (типичное значение). чАстОтнАя кОРРекгибя усилитклкй с ОБРАтной связью Если попытаться графически изобразить зависимость коэффипиентп усиления по напряжению при разомкнутой петле обратной связи ог частоты для нескольких операционных усилителей, го получим кривые, подобные показанным на рис. 4.80. Даже поверхностный взгляд на представленные диаг)заллаьз Боди (кривыс зависимости коэффициент ц усиления и фазы сл частоты с использованием зо~прифммческш О масштаба) позволяет с;ждать заьлючеюзе.
что Операимояныи усвззггсль зива 741 хуже остльвых, тах как с увеличением частоты е~ы козффипиегп усиления щзи разомкнутой цепи обратной связи уменьшается очень бьютро На самОм ислс таков сшил усилсния потучаил намеренно, и характермсзмка Операпиовиоз О усилителя совпадасг с характеристикой ЯГ-фмлья ра низких частоц имеющей спад - б дБ;Октава.
Операцисзнньзй уснлизель типа 748 подобен Операционному усилителю типа 741, но не скор ван (как и Оу типа 739). В операцио усилителях бывает предусмотрена в ренняя коррекция, кроме того, про ' ленность выпускает и нескорректмро ные ОУ; познакомимся с некоторыми '' годами частотном коррекдии 4ЗЗ. Зависимость козффиящевта усиления и фазовоз о сдвига оз частоты'; В операционном усилителе (а и об в любом мног окаскадном усмли'геле), н),' чиная с некоторой часзоты наб.полке спад коэффициента усиления, Обусловя ныи тем. чаО усилитсльвый каскад игв) СИГГЗаЛОВ. ПОС~УПам ииГХ ОЗ ИС:тОЧВИКРГ" л ИМЕЮГиЕГО КОНЕЧВЫй НМПЕДапс. ЯПЛЯЕВава!' ' емкостном нагрузкой и, гаки 4 обрпзохаяга каскад эквивалентен фильтру низких ЧЯГ4-''" тозх Например, часто входном ккскк4(1 ' ПРЕДСтаВЛЯЕ Собой Диффс)эоминалняива усилитель с нагрузкОЙ в виде ызк<яоФ!","-." зеркала (см схему ) М358.
мзображсняуж: ',' ни рис. 4.54). ко горый рабсзт ает па птороа; каскад, представляюший собон схемУ обшнм зммт ером Теперь юпуспзм. что,; 'М конденсатор, обозначенный на схеме кз ',; „* 10 1ак 1аз )а4 1а' 10п 10' Чкспюэз, 1Д ен. Высокий выходной импео каскада, а также емкость ' '-Сях„л и емкость обратной связи е эффект Миллера, '$ГЭИ 13.04) последуюшего каскада яфзшьтр низкой частоты. Точка характеристике этого фильтра азоне от 100 Гц до 10 кГц е реактивного сопротивлетара при увеличении частоты дпеявление спада характеристиОм б дБ)октава.
На достаточчастотах (которые могут не , 1 кГц) импеданс коллектор- имеет емкостной характер, ' ')ятим КО = д Х„т.е. спад усиинрцмонален 17. Кроме того, ;дигнал будет сдвинут по фазе 42киосительно входного. (Спаду :р(оответствует нижний участ ок характеристики )7С-фильтра Оты, и котором сопротивление ,ивалентное выходное сопрогивичиика.
к которому подключена :нагрузка Однако в схеме не о должны стрисутстповать ров сто)зы,) окаскадном усилителе на высо,, нх на характеристике усилителя „, я дополнительные точки переовлениые зем, что друэне уси-иаскады также начинают про", йства фмльтрое нмзкои частоостз коэффициента усиления ,, аоокаскадмой схемы при разомкни ОС от частоты показана на Обратнан связь н операционные уснлаяели 2б1 рис. 4,81. Спад коэффициента усиления при разомкнутой петле ОС определяется величинам — 6 дБ/октава и начинается на некоторой сравнительно невысокой частотеуо Он обусловлен емкостным характером нагрузки выхода первого каскада.
Спад с таким утлом наклона продолжается до тех пор, пока на частоте Гз не начнет проявлять себя собственная тсС-цепь следующего каскада. Начиная с этой точки. спад определяется величиной — 12 дБ октава и т.д. Что же следует из такой характеристики? Напомним, что для )7С-фильтра низкои частоты зависимость сдвига фазы от частоты имеет вип кривой, показанной на рис. 4.82. Каждый фильтр низкои частоты, присугствуияций в усилителе, имеет подобную фазовую характеристику, поэтому полный фазовый сдвиг гипотетического усилителя можно представить в виде кривой, изображенной на рнс.
4.83. Проблема закзпочается и следуизшем ЕСЛИ ЗЗОЗ УСМ.ОП.ЕЛЬ ВКЛИЧСПвп НаиРГЕИСР ио схеме повторителя. То вознмквот автокоззебзания. Зто связавО с том, что нл некоторов частоте фазовым сивил прм разомкнутой петле обратной связи дсстмгает 180', прн этом коэффициент усиления еше превышает единицу (на 'зтой час.сто отрицательная обратная связь преврашиется и положительную). Этого досппочно шы зозо.
чаобы возникла авгозенерашгя колебаний. так каа. на хчой часготс п.обой сигнал будет сам себя варыинвать. прсходя ио петле обратной связи. * ~ззл Рости С 242 Глава 4 ' "аа -10 ному 9 кл~ Рис 4 ЗЗ Дам рамма Боде зависимое~а хозффиииевта тсичемм в фазы от частоты ;::. асзлопза иог насынвб) хезозьлилиен . с)синвнж ' яч нззгкт " ' ' ;. -с)Р' з -131Р ''асачохан ццс мз~ цма6) Критерий устойчивости. Критерий устойчивости усилителя с обратной связью выглядит следуюшим образом: фазовый сдвиг усилителя при разомкнутой петле обратной связи не должен превышать 180' на частоте. при которой коэффициент передачи цепи обратной связи равен единице. Этот критерий трудней всего удовлетворить, когда усилитель включен как повторитель, так как при этом коэффициент передачи в петле обратной связи равен коэффициенту усилении при разомкнутой петле обратной связи, т.е.наибольшему значению.
В операционном усилителе с внутренней коррекцией критерий устойчивости удовлетворяется даже в том случае, когда эти усилители включают по схеме повторителей; в них с помошью простои резистивной схемы обратной связи можно получить любое значение коэффианента усиления при замкнутой пепи обратной связи. прн этом онн будут работать устойчиво и в них не будут возникать колебания. Мы уже упомянули выше. что штя этого намеренно смешаюг начало спада усиления таким образом, чтобы точка — 3 дБ лежала в области низких частот.-обычно в даапа- зоне от 1 до 20 Гц. Покажем, как эт добиваются.
4.34. Методы коррекции усилителей Однополюсная коррекция. Корре должна обеспечить. чтобы на всех ча тах, на которых коэффациенз переда' цепи обратной связи превышаез еди фазовый сдвиг при разомкнутой цет обратной связи был меньше 180' (опе ционный усилитель можно использова как повторитель, поэтому вместо пег вого усиления можно говорить о ко фициенте усиления при разомкнутой ле обратной связи). Для достижения 'з ' пели проще всего включить в схему, сгаточную емкость.
с помошью ко задать сопрягаюшую частоту а аа характеристики. равный — 6 дБ 'акта' При этом коэффициент усиления прн зомкнутой петле обратной связи д снизиться до единицы на часзоте. П' близительно соответствуюшеи т — 3 дБ на характеристике отсел)юча', иестественногозз )сС-фильтра За счет э, го в большей части полосы прону фазовый сдвиг при разомкнутой иепяз)яз ратной связи будет равен 90' а ва приближаться к 180' только тоз да ко „ коэффвтшент усиления стане з рав кллвэгт )твьз рнс 4.84 Без ьорреканн коэффшшевт у,.„, ления при разомкнутой цеаи обрагкам связи снижается.
стремясь к едннапе. этом вначале наклон характеристика р~".'1 вен — 6 дБ.октава. затем — 12 ДБ ох~=" ьля';.~" а т. л. В результате. прежде чем ко н т". ' Пнсаг Усиления станет равным ела""гк";„'1 Ф фазовый слввт будет составлять 180' ~;", более Если сместить начало нервах о с ла характеристики в область более нвз мировать ввершину» харак-.упилителя), то фазовый сдвиг .91), только когда коэффициент 'уйзомкнутой петли обратной ится к единице. Таким обв в усилении, можно вьь :вйчивостн. У каскада, на коужен дифференциальный усненнаяи сопрягаюшая часа.связана с эффектом Милле,, "у коррекция характеристики ' я просто в подключении доой емкости обратной связи к ,, у,второго каскада„ при этом нциент усиления двух кас'," напряженшо равен д„Хт или '":" в лиапазоне спада частотной усилителя Грис.
4.85) На :в обоих каскашах можно испольисторы, соединенные .ю схегь характеристику зак. чтоенту усиления, равному еда„,,:тветствовала точка — 3 лБ наого участка спала усилезшя 'октава), то в хушпем случае 1для орителя) запас по фазе будет „ ;:; так как на частоте. соответусиленаю — 3 дБ, ЯС-фгззштр иг по фазе на 45' Следовал.ель- Обратили связь и оиераииоииые усилители 243 Ри. 4 Кз Кдассичесь:ив входное «асхад ОУ ьо схемой коррехлии но, запас по фазе равен 180' — 190ь -1- 45ь). причем сдвиг фазы на 90' будет почти на всем участке характеристики после главного полюса. Коррекция, основанная на использовании эффекта Миллера, имеет то достоинство.
что она нечувствительна к изменениям коэффициента усвлення ао напряжению с темаературой ила к технологическому разбросу значений коэффициента усвления: чем больше коэффициент уси. пения, тем в большевг степени проявляется емкость обрапюй связи и тем сильнее смешается характеристика в область наы кнх частот, а частота, соответствуюшая единичному усилению, сохраняехся неизменнозт Ирн этом час~хая. соозвесствуюсцая точке — 3 зЬ. на*тания с кот ороя цейс~яре корреьгшя. нс сохраняется ~юсттзянной а фвкгялескл фиксируется частоьз в которой характеристика пересекав.
.ось сдвннчного уснзенти Грнс 4.86г Пескорректвроваввые операционные усиля.:-.гела. Если операционньгй силач ель ас. гютьзтался в схеме, .ьгя к морса коэффппнеа усиленна пра замки ~огг петле обратноа связи больше елннапы 1тзе повторатель1 то нес необходимости столь сально смешать верзпину характеристики гсоответствуюшую и раничнойт, частоте Обявззвзв связь в ооервввоввые усвлвтело 265 $э нх пзаппу 2 озпз (лес азсиппзо) Рис 4 зз нп ав й й сз фильтра низкой частоты) в область низких частот, так как критерий устойчивости в эз ом случае выполнить легче из-за меньшей величины коэффициента передачи обратной связи (Рис. 4.87).
Если коэффициент усиления прн замкнутой цепи обратной связи равен 30 дБ, то коэффициент передачи пехла обратной связи (равный отношению коэффициента усиления при разомкнутой цепи обратной связи к коэффициенту усиления при замкнутой цепи обратной связи) для такой схемы меньше, чем ддя повторителя, поэтому вершина характеристики может располагаться в области более высоких частот. В этом случае делают так, чтобы коэффициент усиления усилителя при разомкнутой петле обратной связи достигал 30 дБ (а не 0 дБ) на частоте, соответствующей следующей точке перезиба характеристики операционного усилителя Как видно аз графика, это означает, что в большей часта диапазона частот величина коэффициента усиления пра разомк- цугой цепи обратной связи больше а, „".,.-, лнтель имеет большу'ю полосу прону ния.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
