Материал: LS-Sb88871

1.2. Уменьшение глубины обратной связи усилителя

На рис. 1.2, а приведена схема исследуемого усилителя с цепью общей отрицательной параллельно-параллельной обратной связи (R2, R3); на рис. 1.2, б представлены частотные характеристики этой схемы.

R2 R3

U1

DA1 DA2

A Вых

С1

Вх2

U2 Uвых

Uвх R1

Ground

а

LT , дБ 1

20lg T1

–20

20lg T2 1

–60

–60

б

Рис. 1.2

В этом случае петлевое усиление устройства определяется соотношением:

где KUпр s KU3 s – коэффициент прямой передачи устройства с входа на выход через усилитель; KUобр R2 R2 R3 – коэффициент передачи

6

устройства с выхода на вход через цепь обратной связи. На рис. 1.2, б при-

ведены ЛАЧХ петлевого усиления LT f 20lg T jf для двух случаев:

1) R2 R3, KUобр 0,5 – характеристика 1; 2) R2 R3, KUобр 1– характеристика 2. Из рассмотрения этих характеристик, очевидно, что усилитель с ЛАЧХ 1 неустойчив, поскольку ее наклон в районе частоты среза fср1 со-

ставляет –60 дБ/дек; усилитель с ЛАЧХ 2 устойчив, поскольку ее наклон на частоте среза fср2 не превышает –20 дБ/дек. Таким образом, при малой глу-

бине обратной связи в усилителе (KUобр 1) удается обеспечить его устой-

чивость без использования корректирующих цепей только за счет снижения

петлевого усиления устройства.

1.3. Введение в усилитель частотно-зависимого делителя

На рис. 2.3, а приведена схема исследуемого усилителя с глубокой ООС (KUобр 1,T s KU3 s ),в котором для обеспечения устойчивости исполь-

зуется корректирующая цепь C2, R4, представляющая собой пассивный ча- стотно-зависимый делитель. Для этого случая ЛАЧХ петлевого усиления усилителя LT (f ) приведена на рис. 1.3, б, где характеристика 1 – ЛАЧХ усилителя без цепи коррекции (эта характеристика идентична характеристике 3 на рис. 1.1, б – усилитель неустойчив). Идея коррекции состоит в том,

что на сравнительно низкой частоте

LT ( f ) с наклоном –20 дБ/дек. осуществляется за счет инерционности подсхемы DА1 ( 1).

Таким образом, введением пассивного частотно-зависимого делителя удается обеспечить устойчивость усилителя (см. рис. 1.3, а) при значительном

7

8

уменьшении его частоты среза ( fср2 << fср1 ). При этом требуется сравни-

тельно большая емкость корректирующего конденсатора C2.

1.4. Введение в усилитель местной отрицательной обратной связи

Схема исследуемого усилителя с цепью местной частотно-зависимой отрицательной обратной связи C3, R5, охватывающей подсхему DА2, приведена на рис. 1.3, в. Ей соответствует ЛАЧХ петлевого усиления устойчиво-

го усилителя, представленная на рис. 2.3, б (характеристика 3). Для этой характеристики справедливы соотношения:

f1* fср2 KU3 1 2πC3KU2 Rвых1 || Rвх2 ;

Из соотношений (1.6) и ЛАЧХ 3 следует, что цепь коррекции C3, R5

обеспечивает спад ЛАЧХ LT (f ) с наклоном –20 дБ/дек. в диапазоне частот f1*– f1; на более высоких частотах данный наклон обусловлен инерционно-

стью подсхемы DА1 (τ1). При этом из соотношений (1.6) и (1.4) очевидно,

что при формировании ЛАЧХ устойчивого усилителя с заданной частотой среза fср2 по данному способу требуется значительно меньшая емкость C3,

чем емкость C2 в пассивном частотно-зависимом делителе (C3 C2KU2 ).

Следовательно, использование в качестве корректирующих цепей частотнозависимых ООС позволяет обеспечить устойчивость усилителя при сравни-

тельно малых емкостях корректирующих конденсаторов.

1.5. Введение в усилитель высокочастотного параллельного канала

На рис. 1.4, а приведена схема усилителя с общей ООС (T(s) KU (s)), в

который для обеспечения устойчивости введен высокочастотный параллельный канал DA3, R6, С4, С5, огибающий подсхему DА1 исследуемого усилителя. Ко-

эффициент передачи по напряжению параллельного канала KUп.к в сущест-

венном диапазоне частот близок к единице (при C4 , C5 ). Следова-

тельно, он начинает оказывать эффективное действие только на тех частотах,

где модуль коэффициента передачи по напряжению подсхемы DA1 KU1 jf

становится меньше единицы. Такая структура высокочастотного параллель-

ного канала обладает свойством однонаправленности при передаче сигнала.

9