порядков больше и вносимая погрешность пренебрежимо мала. У операционных усилителей с полевыми транзисторами иа входе (ОУ с ПТ-входом) все три входных сопротивления настолько велики, что знать их точные значения необязательно.

Хорошие условия для измерения коэффициента усиления без обратной связи обеспечиваются при работе ОУ в режиме линейного усиления. Обычно это достигается включением цепи обратной связи В показанной на рис. 2 6, а базовой измерительной схеме вновь используется идеальный усилитель, кото-

ИдеальныиОУ

Рис 2 6 Базовая тест-схема для измерения коэффициента усиления без обратной связи А и дифференциального входного сопротивления Ria) или

ВЫХ0ДН01 о сопротивления Rbux (б)

рыи сравнивает напряжение на выходе измеряемого операционного усилителя "вых с напряжением Иг, поступающим от генератора возбуждения, и дает на инвертир(ующий вход проверяемого ОУ такое напряжение, которое поддерживает Мвых = Ыг. В соответствии с приведенными выше определениями возникающее при этом изменение дифференциального входного напряжения аыд служит мерой коэффициента усиления А, а соответствующее изменение тока неинвертирующего входа Ai+ - показателем величины дифференциального входного сопротивления R:

.4=-Лы,„/Аыд, (2.6а)

R~Au„/M\ (2.66)

Читатель, имеющий некоторый опыт в построении к примеру усилителей низкой частоты для электроакустических устройств, может почувствовать отличие этих определений от привычных для него рассуждений, когда передаточные характеристики определяются нахождением выходного отклика на принудительное входное возбуждение Используемый здесь подход обусловлен обычным положением операционного усилителя в операционной схеме -его вход автоматически подстраивается к усиленному выходному сигналу. Этот принципкоторыйакже ясно дро=

сматриваетсятформальной структуреУравнений (2.1) с выра-

ценными в явном виде входными параметрами Ыд, I, t+, хорошо проиллюстрирован показанной на рис. 2.6, б схемой для измерения выходного сопротивления.

При разомкнутом ключе Кл данная схема идентична схеме рис. 2.6, а, и А»Еых--=-ЛАИд.

Эффект от подключения резистора нагрузки Rr, возможно, покажется неожиданным Вследствие глубокой отрицательной обратной связи (ООС) напряжение на выходе измеряемого ОУ не изменяется - падение напряжения на внутреннем включенном последовательно в выходную цепь резисторе ?вых автоматически компенсируется за счет увеличения входного напряжения Таким образом, подключение налрузки дает в результате изменение (увеличение) входного напряжения АМдн, соответствующее такому же, как и в предыдущем случае, изменению выходного напряжения АИвых, но поделенному при передаче на вход делителем, состоящим из резисторов /?вых и Rn- Аывых = = -ЛАЫдн/?н/(/?вых--/?н). Приравняв правые части обоих выражений, получаем

вь>х=н(А«дн/Д«д-1)- (2.6в)

Синусоида - легко реализуемая форма сигнала. Однако значение и популярность сигналов этого вида для исследования усиления непрерывных сигналов не только в доступности измерительного оборудования, но главным образом в том, что измеренную или рассчитанную частотную характеристику можно прямо использовать и при рассмотрении устойчивости с обратной связью (гл 13) и для оценки динамической погрешйости (гл. 8).

На рис 2 7 представлена типичная амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) Л ( )]. Масштаб по обеим координатам дан в логарифмических единицах: усиления - в децибелах, а частоты - в декадах. На низких частотах величина -Л (/f) асимптотически приближается к величине коэффициента усиления без ОС по постоянному току Ло. С ростом частоты усиление падает, и график пересекает линию О дБ на частоте единичного усиления ft. Эта частота определяет активную полосу частот ОУ, в которой Л I 1.

Фазово-частотная характеристика (ФЧХ), argA(jf), построенная на том же рис. 2 7, приводится редко. Причина этого в том, что фазометр не входит в обычный набор лабораторных приборов; кроме того, обычно можно положиться на взаимное соответствие амплитудной и фазовой характеристик. В свою очередь эта уверенность базируется на минимально-фазовом поведении ОУ, по крайней мере в активной полосе частот.

Большинство современных операционных усилителей, особен-~но усилите*и-общго-*начения и ОУ с быстрьшстановлени-

Глава 2

ем, имеют такую зависимость усиления от частоты, которую можно точно аппроксимировать простой двухполюсной характеристикой. Такая стандартная характеристика усиления без обратной связи имеет вид

A(if)=Aa/il+jflfo), или lM-(/f)-lMo4/m. (2.7а)

Соответствующие ей амплитудно- и фазово-частотная характеристики

\A\=Aa/Vl+(flhr, аг0Л = -агс!Е(Ш (2.76)

графически изображены на рис. 2.8. Три величины, Ао, fo и ft, связаны между собой соотношением" ff = Aofo-

100м 1 10 100 1н 10R ЮОк 1М ЮМ Частота /, Гц

Рис. 2 7. Типичные амплитудно- и фазово-частотные характеристики. Величина коэффициента усиления без ОС Л выражается в децибелах, т. е. в единицах 20 Ig Л. Ло=200 000; МГц.

Вторая форма выражения для стандартной характеристики усиления [уравнение (2.7а)] будет, в частности, часто использоваться при анализе динамики операционных схем во второй части книги.

При исследованиях в частотной области входное и выходное сопротивления заменяются на полные дифференциальное входное 2д и выходное Zshx сопротивления. На рис. 2.9 представлены их типичные частотные зависимости. Полное входное сопротивление имеет в общем емкостную природу и характеризуется эквивалентной дифференциальной входной емкостью Сд. На графике полного выходного сопротивления выделяется типичный

Точное coflT

вид. /=У(Ло--1)-/о=Л„/оГ( 1-1/4VK-