оптимизации динамического поведения операционного усилителя. Это можно видеть на чримере неинвертирующего усилителя на базе двухкаскадного операционного усилителя (рис. 13.34).

Величина корректирующей емкости С, включенной между выводами Р и Q, влияет на главную сопрягающую частоту fo и, следовательно, на частоту единичного усиления [см. формулы (3.101) и (3.102)]. С уменьшением корректирующей емкости спадающая ветвь частотной характеристики Л(/7) сдвигается

Вход»

Рис. 13.34. Двухкаскадный ОУ с Программируемой частотной характеристикой.

вправо, но в то же время проявляются высокочастотные полюсы передаточной функции, которые не зависят от С. Чтобы ввести полную обратную связь у такого операционного усилителя (т. е. соединить накоротко выход и вход), корректирующей емкости надо дать определенное надежное значение, скажем 30 пФ.

Фиксированная корректирующая емкость безусловно не может быть оптимальным решением во всех случаях (рис. 13.35). Десятикратное ослабление в цепи обратной связи снижает частоту среза fc до одной десятой начального значения. При этом не используются никакие преимущества, связанные с собственными возможностями операционного усилителя, которые ограничены только положением высших передаточных полюсов. Соответствующее десятикратное снижение емкости корректирующего конденсатора до значения С=3 пФ эффективно сдвигает частоту единичного коэффициента усиления до 10 МГц и возвращает частоту среза со 100 кГц обратно к 1 МГц. Возможно, еще более

Обычно такие усилители называют усилителями с внешней коррекцией

полезным будет одновременное десятикратное увеличение скорости нарастания и частоты полной мощности до, скажем, 5 В/мкс и 80 кГц соответственно.

Рис. 13.35 Неинвертирующий усилитель на ОУ с программируемой частотной

характеристикой.

Можно сделать так, что сопрягающая частота всегда будет равна исходной частоте единичного усиления Cf,Ji = l МГц независимо от величины коэффициента усиления 0„д.

0,д-«!/«1 + 1.

\l2 7iCiW2)

32 кГц 1/2 Я/?,/?, (60 кГц

Рис. 13.36. Коррекция инвертора по входу. Десятикратное уменьшение коэффициента передачи цепи обратной связи, искусственно внесенное в схему включением в нее цепи C,Ru позволяет проводить неполную коррекцию ОУ (С=3 пФ) и тем самым увеличивать скорость нарастания. Однако время установления и шумы схемы довольно велики.

Последние значения достаточно оптимистичны для операционного усилителя общего назначения, поэтому проверим их осуществимость при малых коэффициентах усиления. Они, конечно, возможны, но только при некотором компромиссе (рис. 13.36). Необходимое ослабление на 20 дБ в цепи обратной связи инвертора с единичным коэффициентом усиления 10 кОм/10 кОм можно достичь путем присоединения резистора

Ri = l кОм между инвертирующим входом операционного усилителя и землей.

Из-за снижения коэффициента обратной освязи пятикратно возрастают щумы и сдвиг выходного нацряжения. Чтобы предотвратить это явление, последовательно с сопротивлением Ri устанавливается конденсатор Ci.

Компенсации во входной цепи, рекомендуемой изготовителями операцконных усилителей среднего качества, указывающими

100 МОм

40дВ/декада

20 дБ/декада \\-

100 кГц

/2 :Сн /?вых 160 кГц

Рис. 13 37. Ограничение частоты единичного усиления ОУ в медленном интеграторе путем перекомпенсации (С = 300 пФ). В данной схеме динамические характеристики - не самое важное, н выбор величины корректирующей емкости сверх минимально необходимой для обеспечения устойчивости замкнутой схемы гарантирует нам, что она не войдет в самовозбуждение в любом случае, например при подключении емкостной нагрузки. /„=1/2яСг/?,.

на улучшенные значения S и /с, лучше избегать. Конечным результатом такой компенсации является время установления, большее ожидаемого, и приходится прибегать к ОУ с быстрым установлением.

Уменьшение емкости корректирующего конденсатора возможно только до некоторых пределов. Значения емкости меньше 1 пФ трудно осуществимы, к тому же они маскируются паразитными емкостями между точками Р и Q и выходом. Сверх всего, определенное минимальное значение С все же требуется для нейтрализации влияния внутренних паразитных емкостей операционного усилителя, которые в щротивном случае вызывают высокочастотные колебания в выходном каскаде на частотах около 10 МГц; практическим минимумом является значение С = 3 пФ.

Первым преимуществом частотно-программируемого операционного усилителя является возможность улучшить динамику операционной схемы с помощью ослабленной коррекции. Вторым преимуществом является возможность увеличить устойчи-

Однако в последних типах ОУ такая компенсация может быть полез-Прим. ред.--