Lektsionnye_materialy_osen_2013 (1) / 36 Выходное сопротивление схем на ОУ с глубокой ООС
.doc36 Выходное сопротивление схемных построений на ОУ с глубокой ООС
Достоинством схем обработки, организованных в виде схемных построений на ОУ с глубокой ООС, является малое значение их выходных сопротивлений RвыхF даже в условиях использования усилителей с относительно большим собственным выходным сопротивлением RвыхОУ. Указанная низкоомность по выходу обусловлена тем, что в этих схемах шестиполюсник II в петле ООС организован как схема на рисунке 1.
Рисунок 1. Выходной 6-полюсник в схемах на ОУ
При такой организации цепи обратной связи петлевая передача Tвых(0) имеет нулевое значение. В этом случае согласно формуле
RвыхF = Rвых [1 Tвых (0)] / [1 + Tвых ()]
действие ООС приводит к снижению исходного значения выходного сопротивление в 1 + Твых() раз, где Твых(0) – значение петлевой передачи в условиях накоротко замкнутых выходных зажимов; Твых() – петлевая передача при отсоединенной от этих зажимов внешней цепи (цепи нагрузки). Таким образом,
RвыхF = Rвых / [1 + Твых(¥)], (1)
где Rвых = RвыхОУ Z//, а Z// = Rc + R1 + RF..
Рисунок 2. Определение выходного сопротивления схемы с ОУ и глубокой ООС
В условиях пренебрежимо малого влияния входных сопротивлений Rвх д и Rвх с значение петлевой передачи, входящей в (1), можно вычислить по формуле:
Твых(¥) = Кба Каг Кгв = [(Rc + R1) / (Rc + R1 + RF)] Kд [Z// / (Z// + RвыхОУ)]. (2)
После подстановки (2) в (1) получаем
RвыхF = RвыхОУ [1 + RF / (Rc + R1)] / Kд.
Выражение, стоящее в квадратных скобках, обычно существенно не отличается от коэффициента усиления KF, который меньше номинального значения коэффициента усиления ОУ в F раз, где F – глубина обратной связи, т. е.
RвыхF = RвыхОУ / F.
Таким образом, в условиях глубокой обратной связи (F>>1 или KF << KОУ) выходное сопротивление схемы на ОУ существенно меньше номинального выходного сопротивления самого ОУ. Так, например, при применении ОУ c KОУ = 106 и RвыхОУ = 50 Ом в составе масштабного усилителя с коэффициентом усиления KF = 100 (F = 104), выходное сопротивление RвыхF будет иметь значение, равное 50 / 104 = 0,005 Ом.