Внешняя частотная коррекция

Операционные усилители с внутренней частотной коррекцией сохраняют устойчивость независимо от частоты сигнала. Они не входят в состояние генерации ни самопроизвольно, ни под действием сигналов. Однако за эту устойчивость приходится расплачиваться тем, что такие ОУ имеют ограниченную полосу пропускания на малых сигналах, низкую скорость нарастания. ОУ с внутренней коррекцией хороши в качестве усилителей низкой частоты, но плохо работают на высоких частотах.

Здесь приходится выбирать: частотная стабильность или бόльшая полоса пропускания и скорость нарастания.

Чтобы сделать возможным такой выбор, изготовители ОУ вывели из них от одного до трех выводов частотной коррекции. Эти зажимы позволяют пользователю выбрать наилучшую из возможных комбинаций стабильности и полосы пропускания. Делается это подключением к выводам коррекции внешних (навесных) конденсаторов. ОУ такого типа с гибким применением называется ОУ с внешней частотной коррекцией.

В спецификациях изготовителей часто приводятся инструкции, какой тип коррекции лучше всего подходят для вашего применения.

Вопросы и упражнения 1.5

1. Что такое Амплитудно-частотная характеристика ОУ?

2 . Что такое Полоса единичного усиления?

3. Как понимать скорость нарастания выходного сигнала?

4. Какие параметры ОУ влияют на сигналы переменного тока?

5. Дать методику настройки нуля выходного напряжения.

упражнения 1.5.1

Определить коэффициент усиления инвертирующего усилителя, на частотах f₁ = 100 Гц, f₂ = 1000 Гц, f₃ = 10 000 Гц. Если R_ос = 1мОм.; R_вх= 1кОм Для коэффициента единичного усиления B .

.

Вариант1 B = 10⁶ Гц

Вариант2 B = 10⁵ Гц;

Вариант3 B = 10⁶ Гц;

Здесь В -полоса единичного усиления .

упражнения 1.5.2.

На какой максимальной частоте f_max можно получить неискаженное выходное напряжение с амплитудой а) 10 В ; б) 1 В ; в) 0,5 В ?

Если, скорость нарастания выходного напряжения будет:

Вариант1 = 5 В/мкс.

2.Некоторые типовые схемы с использованием оу

2.1 Повторитель напряжения

Типовая схема использования ОУ в неинвертирующем усилителе сигналов выглядит так, как показано на рис. В.

С помощью резисторов и организуют цепь обратной связи. Этим обеспечивается точное значение коэффициента усиления (), который является постоянным в широком частотном диапазоне и при изменениях температуры, если резисторы и сделаны из одного материала. От глубины обратной связи зависят также линейность и выходной импеданс усилителя. В случае 100%-й обратной связи (рис. Г) ОУ работает как повторитель напряжения: коэффициент усиления напряжения практически равен 1, а коэффициент усиления тока может быть очень высоким (до 10⁶ и выше). Такая схема является также преобразователем импеданса, так как имеет высокий входной и малый выходной импеданс.

2.2 Усилитель электрического заряда

. Типовая схема использования ОУ в качестве усилителя малых изменений электрического заряда выглядит так, как показано на рис. Д. Он предназначен для восприятия очень слабых сигналов от емкостных элементов, когда электрический заряд изменяется на единицы пикокулона (10^–12 Кл) или скорость изменения заряда составляет порядка единиц пикоампера. В такой схеме достигается чувствительность до 1 В/пКл. Цепь обратной связи замыкается здесь через конденсатор , который должен быть высококачественным и иметь очень большое сопротивление стеканию электрических зарядов.