Операционный усилитель. Исследование транзисторного усилителя мощности (90

В реальных устройствах дифференцирования, собранных в соответствии со схемой рис. 8а, последовательно с конденсатором обычно включают резистор Ri , в качестве которого высту-

пает внутреннее сопротивление источника сигнала. В результате пропорциональный частоте рост коэффициента передачи ограничен частотами f , меньшим частоты fср , где fср 1/ 2 Ri C , при этом ход амплитудно-частотной характеристики, в отличие от (6), определяется формулой

Н а рис. 9 приведены графики функции (7), которые являются логарифмическими амплитудно-ча тотными характеристиками (ЛАЧХ) диф ференцирующего устройства рис. 8а.

В устройствах рис. 8б K f ( ) уменьшается пропорционально

частоте. Такой АЧХ обладают интегрирующие устройства, поэтому для сх мы рис. 8б спр ведлив ы соотн ошения

где RC .

И нтегратор рис. 8б является устройством с разомкнутой обратной связью на по тоянном токе. В нем возможно недопустимо

12

Аналоговое звено с АЧХ вида (9) называется простейшим инерционным звеном или же фильтром нижних астот ( ФНЧ) первого поря ка. Паразитные емкости в реальных схемах совместно с ненулевыми по сопротивлению источн иками сигналь ных токов образую т такие ФНЧ на пути прохождения сигналов. Фильтрующее действие указанных цепей ощутимо в высокочастотной области, особенно на частота f fср . ФНЧ такого типа присутству ют и в само м опера ионном усилителе (ОУ), в результате чего в схемах на О У возни ают частотные искажения даже в схемах с чисто резистивными частотно-независимыми цепями обрат ой связи, например в масштабных усилителях и схемах рис. 5. В них частотная независимость коэффициента усиления наблюдается лишь в ограниченной частотной области fcpf , где fcpf – граничная частота масштабного усилителя, организованного на ОУ с собст-

чение K f на частотах, где не сказывается влияние инерционных свойств ОУ.

14

Введение в состав рис. в конденсатора C p , как показано на рис. 6 б, хотя и сниж ет коэффициент перед чи K f о ш до значения

K f ош 1 (R2 R3 ) / R5 , но вы зывает спад амплитудно-частотной характеристики в области низких частот. Частота, на которой в низкочастотной области спа д характеристики соста ляет 3 дБ (Kf уменьшается в 2 раз), fcp 1/ 2 R 1 C . Графики АЧХ с учетом низкочастотных искажений отмечены на рис. 11 пунктирными линиями.

имее квазирезонансный характер (график 1 на рис. 11).

А мплитудно-частотным характеристиками, подобными изображенным на рис. 11, обла ает и схема рис. 6а, за исключением

К та им схемам относятся генераторы синусоидальных, прямоугольных, треугольн ых, пилообразн х и более сложных по форме сигналов, ждущие мультивибраторы, компараторы, дискриминаторы амплит ды, формирователи им ульсов и ряд других.

Схемы, в которых ОУ не охвачен ООС, используются в качестве омпараторов – устройств сравнения двух сигналов.

15

сравнивается с порогом срабатывания Ucр, происходит переброс компаратора в состояние Uвых = U нас. На неинвертирующем входе ОУ устанавливается отрицательное напряжение, равное порогу отпускания, определяемому из (11). С этого момента начинается перезаряд конденсатора (с той же постоянной времени), который

стремится к величине U нас (рис. 12 б). Начальное напряжение на конденсаторе равно порогу срабаты вания Uср. Пр достижении

теперь напряжением VC величины порога отпускани я Uотп компаратор возвра щается в первоначальное состояние (рис. 12а), причем

Условия переклю чения компаратора U Д 0 выполняются пе-

риод чески, в результате чего напряжение на выходе компаратора периодически изменяется от E до E и обратно. В случае,

19

20