Проблема устойчивости усилителя с ООС

Как было показано выше, максимальный сдвиг фазы сигнала в ОУ с одним полюсом не превышает -90 °. При введении ООС к сдвигу сигнала ООС -180 добавляются 90 °. Полный сдвиг фаз между входным сигналом и сигналом обратной связи в точке приложения ООС составит максимум -270 Таким образом, всегда остается запас 90 (до 360 °) и, при отсзо-ствии реактивных элементов в цепи ООС, усилитель всегда устойчив.

Очень часто в многокаскадных ОУ имеется несколько полюсов, в результате чего АЧХ усилителя имеет несколько изломов (рис. 3.11). После каждого из них скорость падения АЧХ увеличивается на 20 дб./декаду. Соответственно увеличивается сдвиг фаз. Здесь следует обратить внимание на то, что зависимость сдвига фазы от частоты показана без учета начального сдвига -180 ° за счет инверсии.

В таком усилителе чем глубже ООС (соответственно меньше Ко), тем больше величина сдвига фаз на граничной частоте сооос-

80 дб/дек

1(град.)

-я/2

-3/2л

W

Существует граница по частоте, выше которой отрицательная ОС

превращается в положительную, и если на этой частоте А((о) все

ещё больше 1, то происходит возбуждение - возникают самоподдерживающиеся колебания сигнала на выходе усилителя. Наиболее неустойчив ОУ при Kq = 1. В полностью устойчивом (компенсированном) ОУ высшие частоты среза, начиная со второй,

приходятся на область частот, где А(й)) <1.

Классификация усилителей по входному/выходному сопротивлениям

Классификация усилителей по входному и выходному сопротивлениям не является исчерпывающей, но вполне соответствует наиболее типичным вариантам (рис. 3.12).

Тип усилителя 1. Усилитель напряжения

Схемная реализация

2. Преобразователь ток - напряжение

Kq =-Щам]

3. Преобразователь напряжение - ток

Ко-Условие: Ri(r4+R5) =

4. Усилитель тока

Ко = -

Условие:

Ri(r4 + Rs) = = R2R3

Рис. 3.12 3.3. Транзисторные двойки

Проблема устойчивости при построении широкополосных усилителей в значительной мере упрощается применением вместо общей ООС, когда имеется одна петля обратной связи с выхода усилителя на вход, так называемой местной ООС, охватывающей отдельные каскады усиления. В этом случае эти каскады могут рассматриваться как функщ10нально законченные усилители с параметрами {Rex, R вых, К ус), определяемыми местными ООС.

Для построения таких каскадов в большинстве случаев используются комбинации п-р-п и р-п-р транзисторов, получивших название транзисторных двоек . В импульсных усилителях такие