|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Часто входной шум задается в вольтах в квадрате на герц, что можно преобразовать в единицу B/VrH извлечением квадратного корня. Ток шума на входе также может быть задан в амперах на корень квадратный из герца. Скорость нарастания. При подаче на операционный усилитель большого синусоидального сигнала и с увеличением частоты в некоторой точке усилителю будет трудно отслеживать этот входной сигнал. Ограничение скорости изменения выходного напряжения по времени называется скоростью нарастания выходного напряжения и обычно выражается в вольтах на микросекунду. Скорость нарастания усилителя можно измерить путем подачи перепада напряжения на вход и измерения фронта сигнала  Рис. 1.13. Измерение скорости нарастания выходного сигнала. Входной ступенчатый сигнал (а); выходной сигнал (б). на выходе (рис. 1.13). В этом случае скорость нарастания определяется соотношением Скорость нарастания = AFBbix/A (1.22) В паспортных данных на прибор часто указывается выходной отклик на перепад напряжения на входе схемы повторителя напряжения. Соответствующая скорость нарастания может быть установлена с помощью выражения (1.22). Для операционного усилителя рА741 типичное значение скорости нарастания выходного напряжения составляет 0,5 В/мкс. В других приборах этот параметр достигает значений в несколько сотен вольт в микросекунду. Скорость нарастания зависит от ряда факторов, таких, как тип усилителя, степень частотной коррекции, емкость нагрузки, усиление схемы и размах выходного напряжения. При заданном, типе усилителя для максимизации скорости нарастания можно руководствоваться следующими рекомендациями:  Частота, Гц 1. Использовать минимально приемлемую частотную коррекцию и избегать емкостных нагрузок. 2. Большему усилению схемы соответствует лучшая скорость нарастания. 3. Установить возможно меньшим размах выходного напряжения. Ширина полосы усилителя. Ширина полосы усилителя часто задается через полосу единичного усиления, т. е. частоту, на которой коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи падает до единицы. Влияние недостаточности последнего на усиление при замкнутой петле обратной связи рассмотрено выше в пункте «Конечность коэффициента усиления при разомкнутой петле обратной связи», так что важность расширения полосы очевидна. Параметры операционного усилителя при разомкнутой петле обратной связи измеряются на малых сигналах. При больших размахах выходного напряжения ширина полосы еще больше уменьшается. Ширина полосы при сигнале полной мощности может быть на один или два порядка величины ниже малосигнальной ширины полосы. Ограничение полной мощности выходного сигнала в зависимости от частоты для операционного усилителя j,iA741 показано на рис. 1.14. Здесь размах выходного напряжения соответствует гармоническим 5 7о-ным искажениям при источнике питания dzl5 В. Для расширения полосы полной мощности следует увеличивать до возможных пределов напряжения источника питания. Кроме того, внешняя коррекция должна быть минимальной только для обеспечения устойчивости. Устойчивость усилителя. Выше были представлены уравнения схем при замкнутой петле обратной связи [см. уравнения (1.9) -(1.13)]. Отмечалось также, что усиление по петле ЛоР может быть равно -1 из-за частотной зависимости амплитуды и фазы коэффициента усиления при разомкнутой петле обратной связи. Кроме того, если обратная связь не чисто резистивная, то параметр р также дает фазовый сдвиг. Усиление по петле, равное -1, приводит к условию самовозбуждения или неустойчивости, поскольку знаменатель в приведенных выше выраже- Рис. I.I4. Частотная зависимость размаха выходного напряжения усилителя fxA741. Vs = ±15 В;7окр = = 25 °С; R2 = 10 кОм. О -W о -so  О -30 Рис. 1.15. Определение усиления по петле обратной связи. Характеристика цепи обратной связи (а); характеристика усилителя без обратной связи (б); составная характеристика усиления (б). ниях для коэффициента усиления с замкнутой обратной связью становится равным нулю. Запас по фазе и усилению. Для определения запаса по фазе и усилению строится график Боде частотной зависимости усиления по петле. Эту кривую можно получить путем умножения заданных в технических условиях на прибор кривых усиления и фазы при разомкнутой петле обратной связи на передаточную функцию цепи обратной связи р. Если усиление Ао и параметры р выражены в децибелах, то умножение можно заменить сложением по соответствующим точкам графика. Аналогично допустимо сложение и для фазового сдвига. На рис. 1.15 иллюстрируется метод поточечного сложения этих кривых для получения характеристики при замкнутой петле обратной связи. Рассмотрим кривые усиления и фазы на рис. 1.15, е. На частоте fi усиление по петле равно единице, но фазовый сдвиг еще не достиг значения 180°. (При фазовом сдвиге -180° перед про- 0 1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |