тщ7 ?

Г5 -

210 П

0700

5,0и

ЮОк -j<}-

Т5 220

-15В о

ренршй (б) коррекцией:

/7 =1/4дСо (с 4-1/пт),

где пт - проводимость ПТ; - ток в цепи стоков П и Т2,

Существенное влияние на работу усилителя оказывает резистор Rl\ во-первых, он ограничивает выходной ГОК при больщом ди{)ференциальном входном сигнале, о-вторых, задает скорость спада амплитудно-частотной характеристики на низких частотах и определяет коэффициент усиления выходного каскада. Для приведенных на схеме номиналов элементов это усиление равно 100.

1.3.4. Основные причины самовозбуждения ОУ в аппаратуре и методы их устранения

Самовозбуждение ОУ может быть обусловлено наличием: реак-тявностей входного и выходного импедансов ОУ с ОС, образующих с внешними реактнвностями (источника сигнала н нагрузки) RC-, iL-цепи, полюса и нули которых меньше ff, реактивиостей цепи ОС; высокоомных источников питания и различием fr для инвертирующего и. неинвертирующего включений ОУ,

Активные входное и выходное сопротивления ОУ без ОС становятся реактивными даже при охвате его резнстивиой ОС. Используя выражения (1.6), (1.10), (1.12), (1.13) и предполагая однополюсной

характеристику Ки, Ки оо и 7?вых С (/?ос о. п). получаем [26]

где RsRJKu. RbpRoc, L,RoJ2nfp Kb;

Rbtl h = + Bx + Rbx и

где RtuKuRURo/iRo-\rR y,

- (Ro + Roe)/fa p Ro RbKu;

Rsax a Rbssz в вых n вых P jl Реых

где Rabix п RLbix/K/j Ки, /?вых р аых,

Соответствующие расчету эквивалентные схемы приведены на рнс. 1.34. Как видно, в инвертирующем включении в.ходной и выходной импедансы имеют индуктивный характер; в неинвертирующем входной импеданс имеет емкостной характер, а выходной -

о-с i-[

Вых п

Рис. 1.34 Эквивалентные схемы для расчета реактнвностей входных и выходных цепей ОУ в инвертирующем (й) и неинвертируюндем (б) включениях

индуктивный. Нойшналы элементов эквивалентных схем, вычисленные для ОУ 153УД1 со скорректированной до однополюсной передаточной характеристикой прн Ки =5, даны в табл. 1.5.

Таблица 15 Нтэмииалы элементов эквивалентных схем для ОУ (53УД1

Частота среза ОУ с ОС р = fp (1 + KvKu) где в инвертирующем включении Ки = 1/(1 - Кив), а в неинвертирующем Ки = = VKuh- Подставляя поочередно значения для Ки в /р, получим выранения для частот среза в инвертирующем и неинвертирующем включениях и /(.р , которые показывают, что при равных коэффициентах усиления (/Су и = Яун Ки) полсЗса пропускания в инвертирующем включении меньше, чем в неинвертирующем, в Ки{ ~ Ки) раз и разница увеличивается при увеличении K.u В частности, на уровне единичного усиления ?ср н 2f.p ц.

Устранение влияния реактивиостей на входе ОУ. Выходная емкость источника сигнала Ср, Свх или паразитная емкость резистора Roc образует с резисторами, подключенными ко входам ОУ, ТС-цепи, постоянные времени которых больше \/fj-. Действие таких паразитных RC-u.eneu приводит к дополнительному сдвигу фазы входного сигнала и в конечном счете к самовозбуждению ОУ. Пос-следнее особенно часто происходит при работе ОУс полевыми или супер-бета транзисторами на входе от источников сигнала с большим Rj,. Для определения требований к параметрам элементов внешних цепей, подключенных ко входу ОУ, воспользуемся схемой на рис. 1.35, коэффициент-усиления которой [38]

1(у = КЬ

где RcRsRc-> KuRL/iRr-\-RU)-.

Рис. 1.35. Входная цепь ОУ

Из-за действия Ср и Свх на АЧХ ОУ появляются дополнительные полюс fn н нуль /и на частотах = 1/2д/?д (Сг -г CJ, = = 1/2д7?вСвх соответственно. Если /.р < fп < в диапазоне частот fa < f < [н коэффициент усиления уменьшается на величину а, а входная цепь вносит дополнительный фазовый сдвиг Uas который иа частоте fy, = }fja имеет максимум Фм (рис. 1.36, а).

Свх(/?,+ /г)

вх (Свх-\-Ср)

/ а-П

a+i;

Тдкнм образом, суммарный фазовый сдвиг входного сигнала в схеме ф2 может достичь 180°, а ОУ утратить устойчитость.

Если f(.p <; f < f д, то на АЧХ ОУ появляется плоский участок, Ф2 < 90 и ОУ устойчив. Поэтому рассмотрим подробно случай, когда fcv<fn<f<r

Из-за увеличения сдвига фазы fj уменьшается до величины (рис. 1.36, 6) fj = a/Cufr-.Величина q>2 увеличивается пропорционально отношению fn/fn- Например, (р-и =55* при fjf = 10 и Фм = Ю при./н7п =2. Чем больше допустимая величина (р2, тем больше может быть /н а- Вводя обозначение fjfa ~ Ю/т (где

= f (фг)). из рис. 1.36, б (где = 1 Су) можно записать условия, которые необходимо выполнить, чтобы обеспечить усгойчив>ю работу ОУ: fa< mfj, f> nifrKu, =/ п- Подставляя в эти выражения значения для КЪ, fa, fa и /г, получаем условия выбора величин Rr и Сп при заданных Сх и R-x-

Для ОУ с внешней коррекцией (типа 153УД2} действие Сг может быть устранено включением последовательно с корректирующим конденсатором Ск сопротивления R, величина которого определяется из выражения R (С + Свх) = RkC.