53. Влияние оос на коэффициент усиления, входные и выходные сопротивления оу. Вывод уравнения.

ОУ охваченный ООС можно представить в виде схемы:

• - узел суммирования

А – полный(собств-ый) коэф.усиления

β – коэф-т ОС

U_Д – дифф-ое напряж-е

U_oc – напряж-е ОС

U_Д=U_вх-U_oc

U_oc=βU_вых

Если К разомкнут, то:

U_вых=AU_Д=A(U_вх-U_oc)=AU_вх-AβU_вых→

K_oc=U_вых/U_вх=A/(1+Aβ)

Aβ-петлевой коэф-т усиления

(1+ Aβ)-петлевое усиление

Aβ>>1, K_oc=1/ β – ид.коэф.усиления

K_oc уменьшается в (1+ Aβ) раз

Влияние ООС на величину вх.сопр-я

I_вых=U_вых/R_вых=(U_вых-AU_Д)/R_вых

U_Д=-βU_вых , (A βU_вых>>U_вх) → U_вх≈0

I_вых=U_вых(1+ Aβ)/ R_вых →

U_вых/I_вых=R_вых.oc=R_вых/(1+ Aβ)

U_Д=U_вх-U_oc, U_oc=-AβU_вх

U_Д/I_вх=U_вх(1+ Aβ)/I_вх

R_вх.oc=R_вх(1+ Aβ)

54. Частотная характеристика оу. Скорость спада чх. Частотная характеристика оу при наличии ос. Произведения коэффициента усиления на полосу пропускания.

Частотные харак-ки ОУ

Коэф-т усил-я любого ОУ зависит от частоты входного сигнала и не является пост.величиной в рабочем диапазоне частот. В некот.части частотной харак-ки величина коэф-та почти постоянная.

Снижение К с увелич-ем f связано с след.факторами:

• Любая схема представляет собой монтаж, кот.содержит ||-но расположенные металлические проводники.

• Любой проводник содержит ряд паразитных емкостей.

С увелич-ем f сопр-е эквивалентного паразитного конденсатора падает, шунтируя сопр-е нагрузки, уменьшая U_вых, снижая К усиления. На некот.частоте(частоте среза) весь сигнал «уходит» в землю.

f₁=1/2ПR_выхС_пар

A(f)=A/(1+jf/f₁); j=√-1

A(f)=A/√ (1+(f/f₁)²)

φ(f)=-arctg(f/f₁), где f-раб.частота, f₁-граничная частота

φ(f)-угол сдвига U_вых отн-но U_вх. Этот фазовый сдвиг носит отстающий характер из-за временной задержки на активных элементах и емкостях.

Скорость спада чх

Скоростью спада наз-ют уменьшение коэф-та усил-я с увеличением f. Скорость спада измеряется в дБ/дек. А^дБ=20lgA(изменение частоты в 10раз).

Частотная характеристика оу при наличии ос

A(f)=A/(1+jf/f₁); K_oc=A/(1+ Aβ);

Получим К_ос=F(f)

K_oc(f)=

Граничная частота ОУ с ООС увеличивается отн-но f₁ без ООС на 1+βА, т.е. частотный диапазон ОУ с ООС увеличивается.

Получаем увелич-е частотного диапазона засчет уменьшения А. ЧД ОУ с ООС не выходит за ЧД АЧХ ОУ и увеличение засчет уменьшения Ку.

55. Самовозбуждение оу. Критерий устойчивости оу. Скорость нарастания выходного сигнала оу.

Наличие ООС позволяет уменьшить Ку, расширить ЧД, повысить стабильность Ку и увеличить динам.устойчивость схемы. ПОС позволяет увеличить Ку, тем не менее ухудшает все остальные показатели. И при некот.условиях в схеме с ПОС возможен режим самовозбуждения. Условием возникновения автоколебаний являются след.факторры:

• Фазовый сдвиг м/у входным сигналом и напряжением ОС

Θ=360^o , Θ=U_вх^U_oc

• Aβ>1, U_oc> U_вх

AβU_д>>U_д→ Aβ>1

Если временная задержка вых.сигнала составляет t=1мкс, тогда половина t/2 будет соотвествовать фазовому сдвигу =180^o, это произойдет на частоте f=500кГц. А остальные 180^о добавляет схема инвертирования ОУ. Если t=0,25мкс, тогда самовозбуждение возникает при f=2МГц. Но режим автоколебаний может не возникнуть, если f превышает частотный диапазон ОУ.

Граф. интерпретация:

Частота при которой пересекается ЛАЧХ скорректированного ОУ с ОС с ЛАЧХ собственного ОУ(без ОС) наз-ся частотой петлевого усиления(f_1oc). Если на частоте петлевого усилителя ЛАЧХ имеет наклон 20дБ/дек, то усилитель устойчив. Если на частоте петлевого усиления 40дБ/дек, то усилитель находится на грани устойчивости, т.е. может возбудится, а может и не возбудится(Θ достигает 180^о асимтотически). Если на частоте петлевого усиления ЛАЧХ 60дБ/дек, то усилитель неустойчив.