ента усиления с замкнутой обратной связью изменяются и принимают следующий вид:

i/p-i-f-(i-f 5ед/(1+5с;?), (9.30)

G= [l/(l+sC/?)][M/(l+P)]. (9.31)

Эти модифицированные выражения отражают как сущность указанного средства, так и связанные с его применением побочные эффекты.

Рис. 9.14. Компенсация емкости суммирующей точки с помощью конденсатора обратной связи С малой емкости.

Если мы выбираем С=Сх, то коэффициент обратной связи становится не зависящим от частоты и полюса коэффициента погрешности рЛ/(1 + рЛ) сводятся к одному, равному -сй;/2. Однако в выражении для коэффициента усиления с обратной связью G появляется дополнительный полюс -1/CR, связанный с самой цепью обратной связи. Хотя этот полюс никогда не приводит к колебательному переходному процессу, однако он замедляет его, какой бы быстродействующий операционный усилитель мы ни взяли. Поэтому на практике вполне удовлетворительной считается частичная коррекция С<Сх, которая соответствует состоянию, близкому к границе апериодичности.

Условие апериодического установления

(й,с;?>2/(оА-1,

(9.32)

которое следует из решения уравнений (9.30) и (9.31), дает для fi=10 МГц, Сх = Ь пФ и R=10 кОм минимальную величину корректирующей емкости С = 4,7 пФ.

Точное значение корректирующей емкости лучше всего подбирать экспериментально (рис. 9.15). Это позволяет учесть также вторичные эффекты (избыточный фазовый сдвиг операционного усилителя, емкость нагрузки, шунтирующие емкости сопротивлений), которые в нашем анализе в расчет не принимались.

9.4. Скоростная погрешность

Со скоростной погрешностью сталкиваются те, кто имеет дело с сервомеханизмами. Там в результате динамических ограничений ось следует за регулирующим напряжением с некото-

100 90

400 30

Рис. 9.15. Экспериментальное определение оптимальной величины компенсирующей емкости С в инверторе 5 кОм/5 кОм при емкостной нагрузке в суммирующей

точке Сх=10 пФ. Осциллограммы сняты с операционного усилителя с быстрым установлением WSH 115 (ft" = 15 МГц) Первая осциллограмма (а) соответствует инвертору без компенсации (С=0), вторая (6) - С = 4,7 пФ н третья (в) - С=10 пФ.

•:- "*меется в виду задатчик автоматического регулятора. - Прим. ред.

рой задержкой, т. е. погрешность регулирования пропорциональна скорости.

Аналогичная погрешность свойственна поведению операционной схемы, на вход которой подается изменяюшийся сигнал возбуждения. При частотном анализе (гл. 8) в качестве такого сигнала выступал синусоидальный (гармонический) сигнал. При оценке качества переходных процессов на схему воздействуют линейно-нарастающим сигналом.

Укажем несколько практических случаев, когда имсет смысл определять точность операционной схемы именно через скоростную погрешность: это, например, программируемый потен-циостат, автоматический титратор, электронное решающее устройство с пилообразной разверткой или АВМ с автоматической подстройкой масштабных потенциометров.

9.4.1. Скоростная погрешность неинвертирующего усилителя

Аналогично тому как мы рассматривали переходный процесс при ступенчатом воздействии, проведем анализ скоростной погрешности применительно к неинвертирующему усилителю (рис. 9.16), который в соответствии с разд. 7.4.1 имеет коэффициент усиления с обратной связью G= 0ид/(1--5/сйс), где Сид = = 2/i-f 1, сйс=<о;/Онд. Пусть на вход такой схемы подается сигнал в виде напряжения, линейно-нарастающего во времени со скоростью tejjx начиная с момента / = 0. Если усилитель до> этого находился в покое в течение достаточно длительного времени, то можно считать, что он в момент t = 0 находится в уста-"иовившемся состоянии. Изображение выходного напряжения по Иапласу выражается как UBbixis) = Gw„Js=Gajw/s{l-\-s/<xic), откуда мы находим, что оригинал, представляющий собой-функцию времени, равен Ивых(0 = Сидге)вх[-Тс(1-е/) ]. Выходное напряжение включает в себя идеальную составляющую-

"вых.ид = С„ддавх = вых (9-33>

лг которую накладывается составляющая погрешности. В последнем выражении мы обозначили через

ИвнхОидвх (9-34)-

корость изменения линейно-нарастающего сигнала на выходе схемы.

После короткого экспоненциального переходного процесса : постоянной времени Тс=1/сйс напряжение погрешностш