Глава 9. Операционные усилители

фазе. Под этой величиной понимается дополнительный до 180°

угол к фазовому запаздыванию на критической частоте:

α = 180

0 + ϕ( f KP ) .

На рис. 9.14 представлены типичные графики переходных

функций (реакций на единичный скачок) операционного усилите-

ля, включенного по схеме неинвертирующего повторителя при

различных запасах устойчивости по фазе α .

По диаграмме Боде разомкнутого ОУ можно непосредствен-

но определить, какая величина затухания окажется у схемы уси-

лителя с заданным значением β . В качестве примера рассмот-

рим на рис. 9.13 случай для 1 β = 8000 . При этом из диаграммы

находим f KP = 100 кГц и α = 65 0 . Таким образом, для такой об-

ратной связи получается приемлемая величина затухания. В слу-

чае более глубокой обратной связи величина α быстро умень-

шается и при 1 β = 200 достигает нуля.

Рис. 9.14. Переходные характеристики ОУ, охваченного обратной связью

Полная частотная коррекция

Если операционный усилитель разрабатывается для уни-

версального применения, то фазовый сдвиг его при K U 〉1 должен

быть по абсолютной величине меньше 120°. При этом для любо-

го коэффициента обратной связи 0〈β〈1 запас по фазе будет со-

ставлять не менее 60°. Это требование выполняется коррекцией

частотной характеристики, причем коррекция производится так,

чтобы при K U 〉1 она была аналогична характеристике фильтра

– 177 –

Л.В. Кропочева. «Усилительные устройства»

нижних частот первого порядка. Так как нежелательные инерци-

онные звенья с частотами среза f 2 и f 3 , как это показано на рис.

9.13, не могут быть устранены из схемы усилителя, то необходи-

мо путем выбора конденсатора коррекции C K (см. рис. 9.10) так

уменьшить частоту среза f 1 основного инерционного звена, что-

бы условие K U 〈1 было бы выполнено до того, как начнется су-

щественное влияние второго инерционного звена.

На рис. 9.15 представлен этот вариант коррекции. Очевидно,

что при таком соотношении параметров даже для самого небла-

гоприятного с точки зрения устойчивости случая обратной связи,

как β = 1 , еще имеется достаточный запас по фазе α = 65° , а при

меньших значениях β он практически равен 90°. Можно отме-

тить также, что из-за наличия частотной коррекции полоса про-

пускания разомкнутого ОУ существенно сужается. Частотная

коррекция усилителя на нижних частотах увеличивает его фазо-

вый сдвиг на 90°, а на более высоких частотах практически на

него не влияет. Для многих универсальных ОУ достаточна ем-

кость корректирующего конденсатора C K = 30 пФ . У усилителей

с полной внутренней коррекцией, таких, как, например, 140УД6,

140УД7, 140УД17 и др., корректирующий конденсатор изготавли-

вается методами интегральной технологии.

Рис. 9.15. Логарифмические частотные характеристики ОУ с полной

частотной коррекцией и без нее

– 178 –