стой причиной ухудшения устойчивости замкнутого контура. Механизм этого явления рассмотрим на примере повторителя напряжения с емкостной нагрузкой (рис. 13.18).

Операционный усилитель с обычным коэффициентом усиления в разомкнутом состоянии A=ft/jf характеризуется своей частотой единичного усиления ft и действительным выходным сопротивлением Rbux- Его входной емкостью пренебрегаем, а его выходную емкость включим в Си или также ею будем пренебрегать.

Инерционное звено RbhxCh создает полюс на частоте

/р = 1/2яед,, (13.24)

в передаточной функции разомкнутого контура и изменяет исходный частотно-независимый единичный коэффициент обрат-

\рА\ 1\

О дБ

Резонансный максимум Мр

Апериодический переходный процесс

Затухающие нолебания, перерегулирование б

Рис. 13.18. Пример операционной схемы второго порядка - повторитель напряжения с емкостной нагрузкой Сш-

Форма иереходного процесса определяется взаимным расположением частоты полюса fp = \/2nC.R и частоты единичного усиления f. Увеличение емкостной нагрузки ведег к тому, что первоначальная апериодическая функция после перехода через границу апериодичности fp = 4f, становится затухающей колебательной. Резонансный максимум наблюдается при < 2f,. A=f(/jf, Э = 1/(1 +/f/fp).

НОЙ СВЯЗИ, так что он становится равен р=1/(1+ р). Петлевое усиление принимает вид A = ft/if(l+jf/fp), в котором можно узнать формулу (13.11). Повторитель напряжения с емкостной нагрузкой ведет себя как операционная схема второго порядка с собственной частотой

и коэффициентом затухания согласно формулам (13.13) и (13.14).

(13.25) (13.26)

"вых. 1,1

0,6 0,4 0,2

0 4 3 12 16 20 24

Рис. 13.19. Переходная функция повторителя напряжения, нагруженного емкостью С„.

Параметром является относнтельиая емкость нагрузки (OfCR (см. табл 13 3)

Таблица 13.3

Относительная устойчивость повторителя напряжения, нагруженного емкостью Сн (рис. 13.18). Перерегулирование ст=4,3% и затухающие с частотой /к=/( колебания соответствуют подкритическому значению коэффициента затухания (демпфирования) !;=l/"/2"= 0,707. Этот факт может быть использован для оценки величины частоты единичного усиления ft (точнее, частоты среза fc) с помощью осциллографа

Прежде чем анализировать переходную характеристику, заметим обстоятельство, играющее существенную роль в общей задаче об относительной устойчивости операционной схемы: затухание переходной характеристики, вообще говоря, ухудшается с возрастанием частоты единичного усиления операционного усилителя. В этом случае достижение определенного запаса устойчивости по фазе становится более трудным. Помимо внутренних ограничений (например, фазового запаздывания в боковом р - п - р-транзисторе) этот факт является еще одной причиной, по которой выбирается компромиссное значение частоты единичного усиления операционных усилителей широкого применения около 1 МГц.

Предыдущие рассуждения легко понять. Возрастание частоты единичного коэффициента усиления при данной емкостной нагрузке вызывает появление излома частотной характеристики на частоте fp. Возрастание емкости нагрузки вызывает, конечно,