- •Часть II
- •Общие сведения…………………………………………………………. 46
- •Общие сведения………………………………………………………… 51
- •Общие сведения……………………………………………………………. 80
- •Основные сокращения
- •1. Обратные связи в аэу
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Влияние ос на передаточные свойства устройства
- •1.3. Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления
- •1.4. Влияние обратной связи на стабильность коэффициента передачи
- •1.5. Влияние обратной связи на амплитудно-частотную, фазочастотную и переходную характеристики
- •1.6. Влияние обратной связи на внутренние помехи
- •1.7. Влияние обратной связи на нелинейные искажения
- •1.7. Устойчивость устройств с обратной связью
- •2. Режимы работы и цепи питания усилительных элементов
- •2.1. Режимы работы усилительных элементов
- •2.1.1. Режим а
- •2.1.2. Режим в
- •2.1.3. Режим с
- •2.1.4. Режим d
- •2.2. Температурная нестабильность режима биполярного транзистора
- •2.3. Температурная нестабильность режима полевого транзистора
- •2.4. Методы стабилизации
- •2.5. Обобщенная схема задания и стабилизации рабочей точки
- •2.6. Схема эмиттерной стабилизации
- •2.7. Схема коллекторной стабилизации
- •2.8 Цепи питания полевых транзисторов
- •2.8.1. Цепи питания с фиксацией напряжения на затворе
- •2.8.2. Схемы истоковой стабилизации
- •2.9. Генераторы стабильного тока
- •3. Каскады предварительного усиления
- •3.1. Особенности каскадов предварительного усиления
- •3.2. Резисторный каскад на биполярном транзисторе
- •3.2.1. Принципиальная и эквивалентная схемы
- •3.2.2. Область средних частот
- •3.2.3. Область нижних частот и больших времен
- •3.2.4. Область верхних частот и малых времен
- •3.3. Коррекция амплитудно – частотных и переходных характеристик
- •3.3.1. Общие сведения
- •3.3.2. Схема эмиттерной высокочастотной коррекции
- •3.3.3. Схема индуктивной высокочастотной коррекции
- •3.3.4. Схема низкочастотной коррекции
- •3.4. Дифференциальный каскад
- •3.4.1. Общие сведения
- •3.4.2. Принцип действия
- •3.4.3. Параметры дифференциального каскада
- •3.5. Усилительные каскады на составных транзисторах
- •3.5.1. Общие сведения
- •3.5.2. Резисторный каскад на составном транзисторе
- •3.6. Усилительные каскады с динамическими нагрузками
- •4. Устойчивость операционных усилителей
- •4.1. Устойчивость многокаскадного усилителя постоянного тока
- •4.2. Условия устойчивости операционных усилителей
- •4.3. Коррекция ачх операционных усилителей
- •4.4. Косвенные признаки относительной устойчивости
- •4.5. Влияние емкости нагрузки и входной емкости на устойчивость оу
- •4.6. Частотная коррекция в цепи ос
- •5. Обработка аналоговых сигналов операционными усилителями
- •5.1. Инвертирующий усилитель
- •5.2. Неинвертирующий усилитель
- •5.3. Суммирующий усилитель
- •5 .4. Дифференциальный усилитель
- •5 .5. Интегратор
- •5.5. Дифференциатор
- •5.7. Логарифмирующие и антилогарифмирующие усилители
- •6. Перемножители напряжений
- •Общие сведения
- •6.2. Перемножители с переменной крутизной
- •6.3. Интегральные перемножители и их параметры
- •Особенности применения интегральных перемножителей
- •7. Компараторы напряжения
- •7.1. Назначение, параметры
- •7.2. Особенности применения полупроводниковых компараторов
- •7.3. Специализированные компараторы на операционных усилителях
- •Однопороговые компараторы
- •Регенераторные компараторы
- •Двухпороговые компараторы
- •8. Литература
4. Устойчивость операционных усилителей
4.1. Устойчивость многокаскадного усилителя постоянного тока
Пусть многокаскадный УПТ на нулевой частоте охвачен частотно-независимой (В=const) ООС. За счет дополнительных фазовых сдвигов в области верхних частот ООС переходит в положительную и при возвратном отношении Т(f)=1 усилитель возбуждается.
Какую максимальную глубину ОС F0max можно допустить на нулевой частоте, чтобы ОУ не возбудился на верхних частотах?
Пусть УПТ состоит из n одинаковых каскадов. Из (3.19)....(3.21) следует
, (4.1)
, (4.2)
, (4.3)
где - возвратное отношение на нулевой частоте.
Подставляя (4.3) в (4.1), получаем
. (4.4)
Условия возбуждения (генерирование незатухающих колебаний) имеет вид
,
т.е. из (4.4) находим, что
. (4.5)
Вводя запас устойчивости по фазе Y (разд.1.8), приходим к общему выражению для максимально допустимой глубины ОС
. (4.6)
При n=1 проблема обеспечения устойчивости не возникает; фазовый сдвиг в этом случае ограничен (рис. 3.11,б) и Результаты расчета при запасе устойчивости по фазе (Y=1/4) показывают (табл. 4.1), что уменьшается с увеличением числа каскадов.
Таблица 4.1.
Зависимость максимально допустимой глубины ОС от числа каскадов n
Запас устойчивости ( град ) |
|
|
|
|
45 |
|
7,82 |
3.83 |
3.09 |
Другим способом обеспечения устойчивости многокаскадного УПТ является выбор каскадов с разными частотными срезами.
Например, используя соотношения (4.4)-(4.6), для двухкаскадного усилителя получим систему следующих уравнений:
; (4.7)
; (4.8)
, (4.9)
где - фазовые сдвиги, вносимые первым и вторым каскадами; - частоты срезов этих каскадов. Результаты расчета по формулам (4.7)-(4.9) для Y=1/4 приведены на рис.4.1.
И з сравнений графика на рис.4.1 с данными из табл.4.1 следует, что если =10, то >20, т.е. более чем в 20/7.82=2.55 раза больше чем при одинаковых каскадах ( =1).
Н
Рис.4.1.
Зависимость отношения
от максимально допустимой глубины ОС