cHZZ

Rf BbDff

Величина с у большинства ОУ обратно пропорциональна емкосш корректируюш,его конденсатора С . Поэтому очевидным способом увеличения v в ОУ с внешней КЦ является уменьшение емкости С,;. Таким образом можно увеличить у на порядок (при /Су Ш).

Для увеличения v ОУ с о

внутренней коррекцией к вы- °

ходу ОУ можно подключить дополнительный выстэкоча-стотный каскад (рис. 1.28). Потенциал базы транзистора Tt смещен стабилитроном до уровня напряжения isV- благодаря чему увеличивается амплитуда выходного напряжения обеих полярностей. Режим работы транзистора (Г/ и 72) выбирается так, чтобы выходное напряжение было равно нулю при

нулевом входном сигнале. Если коэффициент усиления выходного каскада равен Л , то максимальная величина выходного напряжения Двыхтах лостигастся за время, необходимое для изменения выходного напряжения ОУ на величину lVK-

Рис, 1,28. Подключение выходиого каскада к ОУ для увеличения скоросш нарастания

1 \уфтд7

IOOhv

дых -о

.Рис. 1,29. Подключение выходного каскада, упрапляемого по цепи питания . ОУ, для увеличения скорости нарастания,

о=-5 B/viKC, кГц. и-Т-Ь МГц

Г Следовательно, v увеличивается в К раз Чтобы уменьшить выходное сопротивление, к выходу усилителя следует добавить [ювторитель (штриховые линии на рис. 1.28) и подключить резистор /?о. к эмиттеру транзистора Т2. Полюс выходного каскя да должен появиться иа частоте, большей /С/г. Для предотвращения возбуждения схемы. При /С > 10 усилитель самовозбу;;-

S Вых

7f30 J

5,Sh - RZ

53 if 750

даегся в режиме повторителя, хотя в режиме усилителя (/?ос ?п>0 может сохранять устойчивость. Допустимые -величины К зависят от типа транзисторов и максимальны для ОУ с минимальным сдвигом фазы входного сигнала (иапример, 140УД7). В схеме усилителя рис. 1.29 дополнительный выходной каскад на транзисторах Т1 и Т2 управляется изменениями тока в цепях питания ОУ [291, Выходной каскад действует как усилитель гока с отрицательной ОС через транзисторы ТЗ и Т4 внутреннего выходного каскада ОУ

(рис. L29, б). Коэффициент усиления выходного усилителя равен R2iRl и ие зависит от нагрузки. Если R2lRi 10, то для получения изменения выходного напряжения схемы от -10 до +10 В напряжение иа выходе ОУ должно измениться от -1 до + 1 В. Наилучшие практические результаты получаются при отношении R2IR1 = 6,7 и ва-тичине сопротивления R1 =270 Ом. При использовании ОУ 140УД7 fj всего усилителя увеличивается от 1 до 7,5-МГц, V от 0,5 до 5 В/мкс, а /р от 15 до 50 кГц. Возмаж-ная нестабильность работы усилителя при глубокой ОС может быть устранена подстройкой потенциометра R Сопротивление последнего определяется в режиме ([еинвертирующего повторителя при максимальной амплитуде выходного напряжения.

Скорость нарастания выходного напряжения ОУ 153УД1 можно увеличить включением параллельного высокочастотного каскада между неинвертирующим входом и входом выходного каскада (клемма 5, рис. 1.30). Использование истокового повторителя на входе параллельного канала позволяет избежать увеличения входного тока, обычного при других типах параллельных каналов. Амплитудно-частотная характеристика прямого канала на ОУ форл1ируегся цепью R1, С/, С2, а параллельного - цепью R2, СЗ и ПТ. Соотношение между nocTOHHHbiNm времени этих цепей должно удовлетворять условию [30] Сз (/?з + !,5) > RyCy. Усилитель ие юзбуж-дается прн охвате ОС, если О, I кОм < R < 10 кОм, С < 100 пФ, Сг< 10 пФ (выходная емкость генератора сигнала).

Рис, J.30, Включение парал-летьного канала для увеличения скорости нарастания ОУ 153УД1.

f=80 В/мкс. fp = l МГц

1.3.3. Время регулирования tp и его уменьшение (уменьшение времени установления)

Время регулирования /р отсчитывается от момента подачи на вход ОУ большого перепада входного напряжения до .момента, когда выполнится равенство j /Увых (t = оо) - U(01 брвх-где 6р - допустимая ошибка регулирования. Из-за ограничения

скорости нарастания v выходного напряжения ОУ время определяется двумя составляющими.

Первая составляющая-время нарастания ta выходного напряжения до величины, соответствующей линейному режиму работы ОУ (т. е. прн ) (/jjx - /Су(/вых (s)j < Ол), определяется величиной V и равна = {(Jux ~ On)/vKu, где U. = 50 мВ для входного ДК на БТ и £1 В для входного ДК на ПТ. Ки UKu = RoRoc-

Вторая составляющая - время установления выходного напряжения в линейном режиме работы ОУ. Время установления трудно предсказать из других динамических показателей из-за существенной нелинейности передатючных характеристик каскадов во время переходного процесса, ОУ с высокой скоростью нарастания и широкой полосой могут иметь большое время установления. Теоретический анализ [31, 32] дает ограничения, необходимые, но не достаточные для получения минимального у. Во-первых, должно быть Ки > Во-вторых, АЧХ ОУ с разомкнутой ОС доллна быть однополюсной. Второй полюс в большинстве современных ОУ обусловлен боковыми р-п-;?-транзисторами и появл-яется на частоте /а 2-3 АГц, Процесс установления выходного напряжения ОУ аналогичен тому который имел бы место после отключения от его входа источника напряжения величиной U- Рассчитывая как для колебательного звена, получаем [33]

{hnh)lnUj6pKh при/.,/4Ку/сРу<1, (1-21)

I (1/2яи Ки Ки) In и J брКи и, при Ш,рККЬ>- (1-22;

Из сравнения выражений (1,21) и (1.22) видно, что первое дает меньшее значение ty при условии

2</2/К/орЛ:у<4. . (1.23)

Следовательно, если скорректировать АЧХ ОУ так, чтобы выполнить (1.23), то будет достигнуто минимальное с экстремумом при /2 4/Си/Су/рр. Однако в зависимости от того, внешняя или внутренняя коррекция ОУ, неравенство (1.23) целесообразно выполнять разными способами,

В ОУ с внешней коррекцией типа 153УД2 можно минимизировать ty, изменяя емкость корректирующего конденсатора Ск. Поскольку частота /.р обратно пропорциональна этой емкости, а /о. обусловленная р-п-р-транзисторами, слабо зависит от нее [27], то будет минимально при AKuKufcp > /з- Это видно из экспериментальных зависимостей ty от С при Ки 1. полученных для ОУ 153УД2 (рис, 1.31, й). Время установления резко возрастает при малых Сц, так как в ОУ нарушаются условия устойчивости. Минимумы у получаются, если Сн выбирается не из обычно рекомендуемого равенства = 30Ки 1пФ1 (табл. 1.4), а из равенства С 30 {Ки/2} [пФ1 при Ки 1/5 н Ск = 3 пф при Ки < 1/5. Такой выбор С одновременно с минимизацией позволяет существеи-