- •3.1 Математическое описание элементов
- •3.2 Передаточные функции
- •3.3 Импульсные характеристики
- •3.4 Частотные характеристики
- •3.5 Типовые звенья
- •3.5.1 Усилительное (безынерционное) звено
- •3.5.2 Усилительное звено с запаздыванием
- •3.5.3 Апериодическое (инерционное) звено
- •3.5.4 Идеальное интегрирующее звено
- •3.5.5 Идеальное дифференцирующее звено
- •3.5.6 Инерционное дифференцирующее звено
- •3.5.7 Изодромное звено
- •Частотные и переходные характеристики типовых звеньев
- •3.6 Устойчивость сар
- •Методы анализа устойчивости линейных и линеаризованных систем.
- •20Lg(k/k0)
20Lg(k/k0)
=
- 1
=
=
- 1
- 2
=
=
20lg(ω/ω0)
=
=
- 1
+ 1
ПИФ
ПДФ
- 3
=
=
Рис.3.19
На новой частоте среза фазовый набег составит:
Зеленым цветом на рис. 3.19 показана исходная ЛАХ неустойчивого ОУ, красным цветом показана желаемая ЛАХ, черным цветом – ЛАХ корректирующих цепей. Очевидно, что в интервале частот f01 – f02 работает ПИФ, корректируя первый излом ОУ на частоте f1, в интервале частот f03 – f04 работает ПДФ, корректируя изломы на частотах f2 и f3. Коррекция получилась достаточно сложной, но запас по фазе равен
Характеристики каскада, собранного на идеальном ОУ определяются внешней схемной обвязкой ОУ и не зависят от других факторов. Другими словами, отрицательная обратная связь (ООС) полностью определяет свойства электрической схемы с идеальным ОУ. Принцип введения отрицательной обратной связи в ОУ иллюстрирует рис. 3.19.
Часть UОС выходного напряжения UВЫХ возвращают через цепь обратной связи с коэффициентом передачи β < 1 ко входу усилителя. Если, как это показано на рис. 3.6, напряжение обратной связи вычитают из входного напряжения, обратную связь называют отрицательной (ООС). В усилительных каскадах используют, как правило, отрицательную обратную связь.
После достижения устойчивого состояния (после завершения переходных процессов) выходное напряжение ОУ
UВЫХ = A0UДФ = A0(UВХ – UОС) = A0(UВХ – β UВЫХ).
Решив это уравнение относительно UВЫХ, получим:
(3.65)
При A0 → ∞ коэффициент усиления ОУ, охваченного обратной связью составит
(3.66)
Следует помнить, что любой усилитель обладает не только ограниченным коэффициентом усиления, но и ограниченной полосой пропускания. Как правило, подавляющее большинство ОУ имеют цепь внутренней частотной коррекции (см. табл.1 для AD820) и их следует представлять в виде инерционного (интегрирующего) звена с коэффициентом усиления A0.
Рис.3.20
Рис.3.21