общего применения на средних частотах (около 1 кГц) может быть повышен с помощью двухполюсной коррекции обратной связью (рис. 13 38, в) [6] Вместо одиночного конденсатора установим между выводами Р и Q или между Р и выходом Т-образное звено С\, R, Сг. На высоких частотах сопротивление R фактически не играет роли, и оба конденсатора соединены как бы последовательно, а потому спад коэффициента усиления равен -20 дБ/декада и частота единичного коэффициента усиления соответствует случаю однополюсной компенсации конденсатором CiC2/(Ci4-C2) =30 пФ. Ток обратной связи, поступающий на вывод Р, пропорционален второй производной выходного напряжения, и на средних частотах спад коэффициента усиления равен -40 дБ/декада. Увеличение усиления (заштрихованная область) может быть использовано при высокочастотных применениях (фильтры, генераторы синусоидальных колебаний); однако переходная характеристика операционных схем оказывается плохой (рис. 13 39, б)

Коррекция подачей сигнала вперед улучшаег динамику операционного усилителя путем подведения высокочастотных составляющих сигнала к выходному каскаду в обход «медленных» входных каскадов. Простая схема на рис. 13 38, г [7] может быть использована только в инверторе Цепь обратной связи и операционный усилитель здесь образуют единый функциональный узел и не могут быть описаны порознь, поэтому на лрафике показан коэффициент усиления контура \А\, а не коэффициент усиления Низкочастотные сигналы попадают в операционный усилитель обычным путем через инвертирующий вход. Роль конденсатора прямой связи, соединяющего суммирующую точку с базой выходного транзистора Т, двояка: он выключает на высоких частотах низкочастотные каскады и соединяет вход высокочастотного выходного каскада со входом усилителя. Частота среза /с определяется интегрирующей цепью, образуемой сопротивлением Рг и паразитной емкостью С а между выходом и выводом Р. Эквивалентная частота единичного коэффициента усиления /(«10 МГц соответствует значению /"0= 1/2лСа/?2~ «5 МГц. Скорость нарастания также улучшается более чем на лорядок (рис. 13 39, г)

13 2 6. Шунтирование источника питания

\ Анализ устойчивости операционной схемы, питаемой от не-Е;овершенного источника питания, весьма труден [8] Отличаю-1цееся от нуля полное выходное сопротивление источника питания приводит к возникновению такого количества паразитных обратных связей, что учесть их все почти невозможно.

К счастью, польза от такого анализа только чисто академическая, так как любая внесенная таким образом неустойчивость-

легко снимается шунтированием источника. Подводы питания к каждому операционному усилителю на печатной плате шунтируются на землю парой танталовых электролитических конденсаторов емкостью 1 мкФ и шины источника питания на всей плате шунтируются центральной парой танталовых электролитических конденсаторов емкостью 10 мкФ (рис. 13 40). После-

Печатная плата

Местная развязка Местная развязка Общая развязка пита-

питания ОУ питания токового бустера ния печатной платы

Рис 13 40 Развязка цепей питания Местное шунтирование каждого усилителя, бустера и т д допс1лняется общей развязкой шин питания на разъеме платы

довательное внутреннее сопротивление этих конденсаторов не имеет значения и даже способствует гашению колебаний на ин-дуктивностях проводов. Заметим, что использование часто рекомендуемых керамических конденсаторов емкостью 10 нФ не только бесполезно, но вредно, так как при этом значении возникает резонанс с индуктивностями разводки в критической области частот около 1 МГц.

Конденсатор большей емкости соответственно необходим при эксплуатации токовых бустеров. В крайнем случае токовый бустер запитывается от отдельного источника. Можно посоветовать использовать для заземления системы проводники возможно больших сечений, а при импульсных сигналах полезно заменить их заземленной платой.

13.2.7. Практические аспекты стабилизации

операционных схем

Наибольшую опасность при использовании операционных усилителей представляет, конечно, неустойчивость плохо сконструированной операционной схемы. Единственный надежный

Это не значит, что нельзя использовать керамические конденсаторы ем--костью 0,5 или i жкФ1Н1рим ре&. - - -

способ защиты от нее -практическая проверка устойчивости в рабочих условиях.

Основным самым необходимым требованием является наличие xqpouiero источника питания с апериодической характеристикой выходного полного сопротивления, которому не свойственны колебания. Если используются длинные подводы питания к широкополосному операционному усилителю или к нескольким операционным усилителям, то не экономьте на шунтирующих питание конденсаторах.

Если впервые включенный действующий макет операционной схемы генерирует автоколебания, то это--хороший признак. Во-первых, это значит, что обратная связь по постоянному току замкнута с правильной (отрицательной) полярностью. Во-вто-Wix, вы с самого начала должны заняться вопросами устойчивости. И в-третьих, если неприятносги появляются вначале, они обычно исчезают в коние.

[ Теперь надо подавить автоколебания. Радуйтесь, потому что успех почти обеспечен. Большинство применений, которые вам Ьстретятся, являются так или иначе вариантами случаев, рас-смо11ренных в разд. 13.2.1-13.2.5. Используйте в зависимости от конкретной операционной схемы один из описанных там приемов, но всегда испробуйте небольшой конденсатор обратной связи

Трудности могут возникнуть в более сложных оперлционных схемах, например с обратной связью, охватывающей два усилителя. Если вы завязли, коснитесь цепи пальиами и найдите точку или комбинацию точек, в которых это помогает.

С другой стороны, опасайтесь погони за призраком - иногда трудно отличить автоколебания от помех радиовещания (разд. 12.4).

Четкая- линия на экране осциллографа - это только частич-йый успех. Вьг«еще должны оценить, насколько далека операци-энная схема от границы неустойчивости. Введите ее в переходный режим и наблюдайте ее установление. Начните с включения li выключения питания, подключения и отключения нагрузки и включения паяльника. Если вы уверены, что природа данной шерационной схемы это позволяет, цродолжайте испытания с рмощью наиболее решительной проверки - прямоугольных им-1ульсов возбуждения. Выбирайте как большие, так и малые Амплитуды и методом проб и ошибок найдите наилучший комп-JOMHCc между устойчивостью (величиной перерегулирования) и динамикой (полосой частот) или найдите кратчайшее время установления Повторите испытания для последовательно возрастающих емкостных нагрузок (100, 220, 470, 1000 пФ) при сниженном и порышенном напряжении питания, и, если возможно, при повышенной и пониженной температуре-