АМПЛИТУДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОУ
Ограниченность 
приводит к тому, амплитудные (передаточные) характеристики ОУ нелинейные. Их представляют в виде двух кривых, относящихся соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам. Характеристики снимают при подаче сигнала на один из входов, при нулевом сигнале на другом. Каждая из кривых состоит из наклонного (линейного) участка с пропорциональной зависимостью выходного напряжения от входного и горизонтального участка которому соответствуют режиму полностью открытого (насыщенного) либо закрытого транзисторов выходного каскада. Пример амплитудной характеристики ОУ приведен на рис. 6.
Рис. 6 . – Амплитудная характеристика ОУ
Угол наклона участка линейного участка определяется коэффициентом усиления 
, величина напряжения горизонтального участка определяется соответствующими величинами напряжений источников питания 
.
Амплитудные характеристики могут не проходить через 0 (пунктирная линия на рис. 6), что объясняется разбалансом реальных ОУ на величину 
.
На рис. 7 показана передаточная характеристика ОУ для синфазного сигнала.
Рис. 7 . – Передаточная характеристика ОУ для синфазного сигнала
В реальных ОУ при подаче одинакового напряжения на инвертирующий и неинвертирующий входы, выходное напряжение не равно нулю и зависит от величины входного. Существует диапазон синфазных входных напряжений, в котором выходное напряжение слабо зависит от их величин (область ослабления синфазного сигнала). ОУ характеризуется коэффициентом ослабления синфазного сигнала.
|
|
|
При величинах синфазных напряжений сравнимых с напряжениями источников питания ОУ, коэффициент передачи синфазного сигнала резко возрастает.
ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОУ
На рис. 8 представлена АЧХ ОУ, которая имеет спадающий характер в области высоких частот. Причиной этого является частотная зависимость параметров транзисторов и паразитных емкостей схемы ОУ. Граничной частоте fгр, соответствует снижение коэффициента усиления ОУ в корень квадратный из 2 раз.
Частота f1, при которой коэффициент усиления ОУ равен единице, называется частотой единичного усиления.
Рис. 8 . – АЧХ ОУ
На рис. 9 представлена ФЧХ ОУ, из которой видно, что с ростом частоты входного сигнала увеличивается фазовый сдвиг выходного сигнала, достигая на высоких частотах 180 град. и более.
Рис. 9 . – ФЧХ ОУ
При использовании ОУ с ООС сигнал с выхода подается на его инвертирующий вход, что соответствует сдвигу фаз на 180 град. Таким образом на некоторой критической частоте общий фазовый сдвиг достигает 360 град. и ООС превращается в положительную обратную связь. При этом устойчивость ОУ определяется условием
|
|
|
(9)
Из условия (9) следует, что на глубину обратной связи 
накладываются ограничения. Универсальные ОУ изготавливаются с встроенными цепями частотной коррекции которые снижают усиление на высоких частотах, обеспечивая устойчивость работы при любой глубине ООС.
Для удобства анализа АЧХ их выполняют обычно в логарифмическом масштабе, как показано на рис. 10.
Рис. 10 . – Логарифмические АЧХ ОУ
Коэффициент усиления по напряжению на логарифмических характеристиках выражают в децибелах: KдБ = 20 lg K, где K - числовое значение коэффициента усиления по напряжению. Это удобно, так как значения коэффициентов усиления каскадов, выраженные в децибелах, можно складывать графически, вместо того чтобы их перемножать.
Встроенная коррекция универсальных ОУ вызывает спад коэффициента усиления на 20 дБ при увеличении частоты в 10 раз, после fср.
Рис. 10 иллюстрирует влияние ООС на АЧХ ОУ. Отрицательная ОС ограничивает коэффициент усиления ОУ и значительно расширяет полосу пропускания. Граничная частота fср увеличивается за счет уменьшения коэффициента усиления.
|
|
|
Глубина ООС, как видно из рис. 10, есть разность между коэффициентами усиления ОУ без ОС и с ОС, выраженными в децибелах.
В том случае когда скорость спада АЧХ ОУ составляет 20дБ/дек, произведение коэффициента усиления ОУ на частоту единичного усиления есть величина постоянная.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1109; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!