(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология Конденсатор такой емкости можно, как это сделано в операционном усилителе цА 741, изготовить методами интегральной технологии. 7.4.3. ПОДСТРАИВАЕМАЯ ЧАСТОТНАЯ КОРРЕКЦИЯ Описанная в предыдущем разделе полная частотная коррекция операционного усилителя гарантирует достаточный запас по фазе для омической отрицательной обратной связи с любыми параметрами. Однако такой способ коррекции имеет тот существенный недостаток, что ширина полосы частот охваченного обратной связью усилителя в соответствии с выражением (6.14) обратно пропорциональна коэффициенту усиления А. Смысл этого соотношения наглядно пояснен на рис. 7.15. При 103 10 Ad I \ 32пФ 10 410f/u, Рис. 7.15. Зависимость полосы пропускания от коэффициента усиления при полной частотной юррекции. менее глубокой обратной связи для стабилизации усилителя достаточно было бы меньшего снижения усиления, так как в этом случае точка \ д \ = 1 достигается щ\ Ad \ = 1/к > 1. Как можно видеть из рис. 7.16, при 1/к = 10 ширина полосы пропускания могла бы быть увеличена с 10 Гц до 100 Гц, что позволило бы получить для охваченного обратной связью усилителя результирующую полосу частот 1 МГц вместо 100 кГц при полной коррекции. Величина емкости составила бы для этого случая 3 пФ вместо 32 пФ. Для того чтобы можно было осуществлять такие изменения частотной коррекции, выпускаются операционные усилите- 10 10  10 1 J I L / 10 10 10 10 го* \f. Рис. 7.16. Зависимость полосы пропускания от коэффициента усиления при подстраиваемой частотной коррекции. ли, у которых отсутствует встроенный корректирующий конденсатор, а вместо него выведены соответствующие точки схемы (так, например, выполнены интегральные операционные усилители рА 748 и LM 301). В других вариантах, например в операционных усилителях типа LM 349 или LF 357, осуществляется неполная частотная коррекция с уменьшенным значением корректирующей емкости. В паспорте каждого из этих усилителей указывается, какой коэффициент усиления Л ин для охваченного обратной связью усилителя является наименьшей предельной величиной. Если коэффициент усиления выбирается большим 10, то произведение ширины полосы частот на коэффициент усиления не может быть увеличено путем снижения емкости С , так как при этом исчезает эффект расщепления частоты /j, что приводит к уменьшению запаса по фазе. 7.4.4. СКОРОСТЬ НАРАСТАНИЯ Наряду со снижением полосы пропускания усилителя частотная коррекция дает еще один нежелательный эффект: скорость нарастания выходного напряжения ограничивается при этом довольно малой величиной. Максимальное значение скорости нарастания может быть определено из схемы замещения усилителя, изображенной на рис. 7.13. Как следует из рис. 7.4, выходной ток дифференциального каскада операционного усилителя рА 741 имеет максимальное значение 4ма1сс = /i = 20 мкА. Эта величина и определяет максимальное значение скорости нарастания (7.4) ния максимального значения скорости нарастания целесообразно при малых коэффициентах усиления охваченного обратной связью усилителя осуществлять подстройку частотной коррекции. При Дмакс = 20 мкА и Q = 32 пФ получим 0,6 В/мкс. Вследствие ограниченного значения этой величины при быстрых изменениях входного напряжения возникают характерные искажения сигнала, которые не могут быть устранены путем введения отрицательной обратной связи. Их называют динамическими искажениями. Определим далее, какой должна быть максимальная частота входного синусоидального сигнала, чтобы при максимальном размахе выходного сигнала = 10 В не возникали динамические искажения. Для синусоидального сигнала максимальная скорость нарастания соответствует точке перехода через нуль и составляет = 2nJVa. (7.5) Если максимальное значение скорости нарастания выходного напряжения составляет 0,6 В/мкс, то получим /макс = 9,5 кГц, которая лежит в пределах полосы пропускания усилителя, охваченного глубокой обратной связью. Из формулы (7.5) можно также определить, чему будет равна амплитуда выходного напряжения при частоте сигнала / ахс- Ход зависимости максимальной амплитуды выходного напряжения от частоты синусоидального сигнала для Сц = 32 пФ и Ct = 3 пФ показан на рис. 7.17. Как можно видеть, для повыше- 10 8 6 4 Повышение максимального значения скорости нарастания Чтобы установить, как можно повысить максимальную скорость нарастания выходного напряжения, необходимо прежде всего установить, какими параметрами усилителя она определяется. Для этого подставим в уравнение (7.4) выражение для значения корректирующей емкости (7.3) (7.6)  10 10 При заданной частоте среза максимальная скорость нарастания выходного напряжения будет тем больше, чем большая величина тока /*макс обеспечивается при заданной крутизне дифференциального каскада. Для биполярных транзисторов отношение кмакс/о остается постоянным и составляет благодаря применению схемы токового зеркала (см. рис. 7.4) величину 1.макс/5о = 2Ica/(Ica/Uj) = 2Ur = 52 мВ. Дальнейшее повышение этой величины достигается путем введения отрицательной обратной связи по току. Этот способ осуществлен в широкополосном операционном усилителе LM 318. Его недостатком является, однако, значительное повышение дрейфа напряжения смещения, причиной которого является невозможность точного подбора идентичной пары резисторов отрицательной обратной связи. Существенно большие значения скорости нарастания достигаются у опера- Рис. 7.17. Зависимость максимальной амплитуды выходного сигнала от частоты. Кривая I: максимальная скорость нарастания 0,6 В/мкс (iA741, LM301 с С = 32 пФ); кривая 2: максимальная скорость нарастания 6 в/мкс (LM 301 с С = 3 пФ, т. е. коэф. фициент усиления /4ц, = 10). шонных усилителей с полевыми транзисторами на входах. Как было показано в разд. 7.3, у операционного усилителя типа LF 356 крутизна входного каскада Sp достигает значения 0,35 ма/В при существенно большем токе huaxc = Ida = = 120 мкА. Кроме того, при полной частотной коррекции частота среза скорректированной характеристики усилителя имеет значительно большую величину (около 5 МГц), так как вместо относительно низкочастотных биполярных р-п-р-транзисторов во всех критических местах установлены более высокочастотные р-ка-нальные. При этом для максимальной ско-росга нарастания получим 2п-5 МГц-120 мкА 0,35 мА/В = 11 В/мкс. В соответствии с формулой (7.5) найдем, что ширина полосы для выходного сигнала максимальной амплитуды составит около 175 кГц вместо 9,5 кГц, как у стан-дартаого биполярного операционного усилителя цА 741. Динамические характеристики некоторых операционных усилителей приведены в табл. 7.1. с выходным сопротивлением усилителя образует фильтр нижних частот, который дает дополнительный фазовый сдвиг выходного напряжения. Все это уменьшает запас по фазе, и схема усилителя может самовозбудиться уже при незначительной величине нагрузочной емкости. Как показано на рис. 7.18, для предотвращения этого параллельно резистору отрицательной обратной связи можно подключить конденсатор Со При таком включении напряжение обратной связи получит на высших частотах опережающий фазовый сдвиг, который скомпенсирует вблизи критической частоты фазовый сдвиг, создаваемый емкостью нагрузки Ct. Этот способ называется компенсацией емкостной нагрузки. Рис. 7.18. Компенсация емкостной нагрузки. Таблица 7.1 Динамические характеристики операционных усилителей +1 Операционные усилители на биполярных транзисторах Операционные усилители на полевых транзисторах
7.4.5. КОМПЕНСАЦИЯ ЕМКОСШОЙ НАП>УЗКИ Есж операционный усилитель имеет емкостную нагрузку, то последняя вместе Действие конденсатора С( можно усилить, если ввести в сисгему развязывающий резистор Rc с сопротивлением от 10 до 100 Ом (рис. 7.18). При этом через конденсатор Сс на вход усилителя будет пере-
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |