Устранение влияния реактианостей на выходе ОУ. Конденсатор Сн, подключенный к выходу ОУ, образует с его выходным сопротивлением 7?ых интегрирующую /?С-цепь, постоянная времени которой при повышении частоты входного сигнала достигает максимального значения на частоте [т- Если частота полюса этой цепи меньше fr, то на АЧХ ОУ появляется дополнительный полюс.В зависимости от величины своей емкости С уменьшает запас по фазе на устойчивость ОУ или является причиной его саомх>возбуждения, В этом случае для уменьшения действия Сн в ОУ с внешней коррекцией обычно достаточно увеличить номиналы корректирующих емкостей. Для ОУ с виутрен;{ей коррекцией необходимо вводить либо допол-

Hy,dS

-30 -

рис 1 36. Частотные характеристики входной цепи (а) и ОУ (5)

нительные КЦ, либо подбирать усилитель с малым /?аых либо использовать на выходе ОУ согласующий повторитель. В любом случае частота полюса, обусловленного действием цепи Сн/вых, смещается выше частоты /г.

Простая схема дополнительной коррекции (рис. 1.37) основана

на изменении характера частотной зависимости /Су- Дополнительные резистор и конденсатор Сф развязывают нагрузку от выхода ОУ, а дополнительный полюс, обусловленный цепью /фС , компенсируется нулем цепи оСф при RC = /цСф

Подключение к выходу ОУ пассивного фильтра, длинной линии ИТ. д., эквивалентных последовательному соединению индуктивности L и конденсатора С (рис. 1.38), также может стать причиной самовозбуждения ОУ Передаточная функция схемы (рис. 1.38) прн

R = О имеет вид неустойчивого консервативного звена: /Си = KvKpLC + 1).

Самовозбуждение ОУ можно устранить, включив резистор R между выходом ОУ и-LC-KoHTypoM Благодаря этому передаточная функция ОУ приводится к виду, характерному для устойчивого колебательного звена: Кик = Ки!( + Ср + pRC).

Минимальная колебательность переходного процесса и, следовательно, исключение влияния выходной LC-цепи получается, если декремент затухания звена d = iR/2)\/UC > If]/ [21]. Отсюда получаем условие выбора сопротивления R для устранения самовозбуждения ОУ: R>y2L/C.

Подключение к выходу ОУ элемента с отрицательным сопротивлением (туннельный диод, тиристор, одиопереходный транзистор или транзистор, работающий в области пробоя коллекторного перехода) также может привести к самовозбуждению. Для примера рассмотрим туннельный диод, эквивалентная схема которого представляет собой последовательное соединение индуктивности L и

Вх Rff

- -С

Вых -о

R i С

Рис. ! 37 Уменьшение влияния конден- Рист ] 38 Виды нагрузки, выэы-сатора нагр>зки на устойчивость ОУ вающен самовозбуждение Oi

параллельно включенных резистора с отрицательным сопротивлением R и конденсатора С (рис. 1.38). Передаточная функция имеет вид, характерный для неустойчивого колебательного звена: К.и = Ки{ - pl-IR + pLC). Включая между выходом ОУ и нагрузкой дополнительный резистор Rj передаточную функцию можно привести к виду, характерному для устойчивого колебательного

звена: Kv = Ку/И - RjR + Р [RrC - LlR) + pLCl, если выполнить условия {R,£ - L/R} > О и (1 - RrR) > 0. Тогда влияние туннельного диода на работу ОУ полностью исключается, если Rr выбирается исходя из неравенства

V2LC (1 - RJR) < R,C - L/R.

Влияние цепей питания на устойчивость работы ОУ устраняется использованием низкоомных источников, зашунтированных высокочастотными конденсаторами. Для питания АИС и цифровых ИС желательно использовать разные источники или в крайнем случав размещать конденсаторы, шунтирующие клеммы питания, в неаосредственной близости от ОУ

1.4. Эксплуатационные показатели неидеальности и методы их улучшения

Эксплуатационные параметры АИС (табл. 1.2, 1.3) определяют допустимые режимы работы их входных и выходных цепей и требования к напряжению питания. Ограничения эксплуатационных пара-

метров обусловлены только конечными значениями пробивных напряжений и допустимых токов транзисторов АИС. Сравнительно низкие допустимые зиачения напряжений на входах и в цепях питания сдерживают широкое применение ОУ в электротехнической аппаратуре. Небольшие максимальные значения выходного тока и напряжения ограничивают использование ОУ в электромеханических приборах, цепях сервопривода и управления микромоторами, схемах дистанционного управления, звуковоспронзводяш,их приборах и т. д. Ниже показаны некоторые методы- улучшения эксплуатационных показателей ОУ, которые могут расширить их применение в перечисленных типах аппаратуры.

1.4.1. Увеличение допустимой амплитуды

входных напряжений

.Его осуществляют двумя основными методами: шунтированием входов ОУ делителем и введением следящих ОС по цепям питания. Первый метод понятен без пояснений.

Введение следящих ОС по цепям питания можно показать на примерах мощного повторителя (рис. 1.39) и дифференциального усилителя (рис. 1.40).

+ Г58

-15в

г 150

ff5 50/f

1555M ~l50

Рнс. 1.39. Мощный повторитель иапряле-ния.

Lli=±25 в. /еьг5=0,7 а, foE<5 кГц, Двых= =5 ][)-= Ом, Убы1-±32 в

5Он \\50н

L л

Рис. 1.40. Дифференциальный уси.титель допускающий подачу на вход синфазного напряжения 100 В, /з,= ]0 МГц

В первой схеме ОУ обеспечивает большой коэффициент усиления и достаточную мощность для раскачки мощного двухтактного усилителя на дополняющих БТ. Транзисторы Т5 и Т6 определяют величину напряжения питания ОУ в соответствуй с выражением