Главная | Обратная связь

Диапазон частот для прецизионной схемы с ОУ.

Отклонение расчетного значения коэффициента усиления от реального (ошибка) в 1% считается в большинстве случаев приемлемой для прецизионных применений. Определить диапазон частот в котором погрешность К_ОС не превышает 1% можно графически (рис. 3.16) следующим образом:

1. на АЧХ ОУ определяют частоту единичного усиления (точка В, линия 1);

2. умножают значение полосы пропускания В на 0,01, то есть на 1% и отмечают на оси частот точку ;

3. из точки f₁ проводят линию параллельную АЧХ ОУ без ОС (линия 2);

4. на оси ординат отмечают идеальное значение коэффициента усиления К_ОС и проводят из этой точки прямую до пересечения с линией 2;

5. определяют прецизионный диапазон частот (максимальную частоту при погрешности в 1%).

Для случая представленного на рис. 3.16 прецизионный диапазон частот усилителя с К_ос =100 составляет 100 Гц.

Аналогичным образом можно определить диапазон частот для усиления с другой точностью, например, в 10 %.

 

Полоса пропускания на малом сигнале.Диапазон рабочих частот усилителя определяется предельными значениями частот нижней ƒ_н и верхней ƒ_в, на которых коэффициент усиления по напряжению уменьшается на 3 дБ по сравнению с его значением на средних частотах, рис. 3.17.

 

У ОУ, являющихся усилителями постоянного тока ƒ_н=0 и полоса пропускания (ПП) на малом сигнале приблизительно равна ƒ_в. Для рассмотренного выше μА741 ПП равна приблизительно 5 Гц.

Полоса пропускания на малом сигнале усилителя, охваченного обратной связью определяется как полосой единичного усиления В, так и коэффициентом усиления с ОС К_ос.

Определить полосу пропускания можно также графически, рис. 3.18.

Предположим, что требуемый коэффициент усиления инвертирующего усилителя, рис. 3.19, равен 1000.

 

Для графического определения малосигнальной полосы пропускания необходимо (рис. 3.18):

1. на оси ординат (К) отложить требуемое значение коэффициента усиления по напряжению с обратной связью К_ос= 1000;

2. провести из этой точки прямую 1 (идеальную зависимость ) до пересечения с АЧХ разомкнутого операционного усилителя 2;

3. частота (ƒ = 1000 Гц), соответствующая точке пересечения линий 1 и 2, является малосигнальной полосой пропускания ОУ с заданным К_ос=1000.

Из графика, рис. 3.18, видно, что коэффициент усиления с обратной связью на частоте ƒ_в равен К_ос=0.707 ∙1000 ≈ 700. На частотах, превышающих ƒ_В, К_ос определяется только характеристикой ОУ, а не значениями сопротивлений R_ос и R_вх.

 

 

 

Коэффициент усиления на малом сигнале и ПП связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью. При увеличении К_ос, например, в 10 раз, полоса пропускания уменьшается во столько же раз.

Можно заметить, что произведение коэффициента усиления с ОС на ПП на малом сигнале всегда равно полосе единичного усиления В. Поэтому полосу единичного усиления называют также произведением усиления на полосу пропускания, и она служит показателем качества ОУ.