Среди сделанных для линейной модели допущений линейное представление зависимого генератора бсинф («синф) генератором ЫсинфД является наиболее проблематичным. Это имеет отношение главным образом к ОУ с ПТ-входом, который к тому же имеет меньший КОСС по сравнению с аналогично спроектированным биполярным ОУ.

При работе в частотной области синфазные входные сопротивления должны быть заменены на полные синфазные входные

СИНф

Рис. 2.11. Коэффициент усиления ОУ без обратной связи при различных видах возбуждения входа. Лриведенные на рисунке выражения - суть решения уравнения (2.1а) в условиях, когда напряжением ошибки можно пренебречь. Сравнивая два случая, а и б, мож-ио видеть, что величина 1Д, обратная коэффициенту ослабления синфазного сигнала, играет роль относительной девиации коэффициентов усиления с инвертирующего и неинвертирующего входов.

сопротивления 2"синф, 2+синф. Их типичная частотная зависимость показана на рис. 2.12. Начиная уже с низких частот, большие для постоянного тока значения сопротивлений /?-синф, Ясипф уменьшаются за счет низких реактивных сопротивлений включенных с ними параллельно синфазных входных емкостей

С-синф, С+синф.

На том же рис. 2.12 представлена типичная частотная зависимость коэффициента ослабления синфазного сигнала \X{jf)\, которая не слишком отличается от частотной характеристики коэффициента усиления без ОС (рис. 2.7).

2.2. Нелинейные параметры

Ошибки, сопровождающие аппроксимацию реального ОУ линейной моделью, с увеличением возбуждения и выхода возрас- тают. В особенности это относится к линеаризации передаточной

характеристики схемы с разомкнутой цепью обратной связи «вьтхГ«д) выражением -Л(Ид-£ош-«сшфД), выходной характеристики Ивьтх(1вых) - приближением -Лед-Лвыхвых и входной характеристики есинф(Мсинф) - генератором UcwlX. Действительная форма каждой из указанных характеристик отмечена очень крутым перегибом, за пределами кото(рого применение линейных параметров теряет смысл. Таким образом, уровень сигнала возбуждения, соответствующий этому перегибу.

160 140 120

CЭ - (О о!

=1 з: В-

60 40 20 О

100 г

ШОи 1 Ш ШО 1к 0к ШОн IM шм Частота/, Гц

Рис. 2.12. Типичные графики частотных зависимостей коэффициента ослабления синфазного сигнала \Х\ и полного синфазного входного сопротивления

2синф биполярного ОУ.

Л„=90 дБ; Ле„„ф=500 МОм; С„вф=2 пФ.

ДОВОЛЬНО точно определяет пределы диапазона линейного усиления.

Имеются три статические нелинейности (границы размаха сигнала) и две динамические нелинейности (пределы скорости изменения сигнала), соответствующие трем переменным Мсинф, "вых и 1вых; шестая нелинейность (скорость изменения выходного тока) обычно не является лимитирующим фактором.

Величины нелинейных параметров, особенно статических, зависят от напряжений питания. Поэтому они всегда приводятся вместе с паспортными значениями напряжения питания, и обычно они симметричны для обеих полярностей размаха сигнала и направлений его изменения. Кроме того, .нелинейные параметры выхода зависят от величины нагрузки, и в спецификациях приводятся их гарантированные значения при номинальном сопротивлении нагрузки.

Номинальное выходное напряжение Овых - это максимальное значение выходного напряжения в диапазоне линейного .Киления,

Номинальный выходной ток /вых - это максимальное значение выходного тока в диапазоне линейного усиления. Номинальное синфазное входное напряжение t/синф - это максимальное значение синфазного входного напряжения в режиме линейного усиления.

Максимальная выходная скорость нарастания S - это максимальная скорость изменения выходного напряжения в линейной области.

Максимальная входная скорость нарастания S синф - максимальная скорость изменения синфазного входного напряжения в линейной области. Довольно свободную формулировку максимального значения в линейной области, к счастью хорошо понятную из вышеизложенного, можно уточнить. При возбуждении ОУ в пределах номинальных значений дифференциальное входное напряжение Ыд в соответствии с уравнением (2.1а) не превы*шает величины, соответствующей гарантированным значениям линейных параметров Л, /?вых и X.

Ограничение скорости изменения напряжения сигнала вызвано конечным значением токов в ОУ, заряжающих корректирующие конденсаторы и паразитные емкости каскадов усилителя. За исключением некоторых довольно редких применений, доминирующую роль играет выходное ограничение, и нет необходимости цринимать во внимание входную скорость нарастания

Ограничение выходной скорости нарастания можно выразить также в виде частотной зависимости:

Частота полной мощности f п м есть максимальная частота, на которой может быть получено неискаженное синусоидальное напряжение номинальной амплитуды Овых-Связь между обоими параметрами 5 и /п м,

5 = 2я/,.„,„„ (2.10

следует из сравнения скорости нарастания S с максимальной крутизной синусоиды, имеющей частоту /п м и амплитуду Опых При вых=10 В S[B/MKc];60fn „ [МГц].

На рис. 2.13 продемонстрированы нелинейные ограничения формы сигнала на выходе. На рис. 2.13, а амплитуда усиленного синусоидального напряжения превышает номинальное выходное напряжение иых. Выходной каскад насыщен и выходное напряжение ограничено уровнями ±6вых.

Хотя усиленное выходное напряжение на рис. 2.13,6 остается в пределах линейной области, однако выход перегружен имеющим слишком малое сопротивление резистором Ru. В ре-- зулыате наступает ограппчснис выходного напряжения на ри--