Характеристики операційного підсилювача

Амплітудна характеристика ОП зображена на рис. 2.2, а. Тут U –

диференціальна вхідна напруга; UВИХ – вихідна напруга. Робочою є порівняно

вузька ділянка у кілька мВ, на якій зберігається пропорційність між U та UВИХ.

Вузькість робочої ділянки обумовлена тим, що через великий коефіцієнт

підсилення вхідна напруга досягає насичення (8 В) вже при досить малих

значеннях вхідної напруги і далі вже не зростає.

а) б)

Рисунок 2.2 – Амплітудна а) та частотна б) характеристики ОП

Частотну характеристику ОП у логарифмічному масштабі зображено на

рис. 2.2, б. Вона описується знайомою формулою АЧХ для підсилювачів:

 

 2

1 f f ГР

k

k f



 ,

де k0 – коефіцієнт підсилення на низьких частотах;

fГР – гранична частота, що відповідає зниженню підсилення на 3 дБ (тобто у

2 разів).

Далеко за межами смуги пропускання, тобто при f >> fГР:

 

f

k f

k f ГР 

 0 ,

і коефіцієнт підсилення стає обернено пропорційним до частоти f. Добуток

k  fГР 0 являє собою константу для даного типу операційного підсилювача.

Вона чисельно дорівнює fТ – частоті на котрій коефіцієнт підсилення стає

рівним одиниці. Сама ця величина наводиться у довідниках для

характеризування частотних властивостей ОП. Так, наприклад, для

вищезгаданого ОП типу К153УД3 частота fТ дорівнює 1 МГц, що при

k0  3 10 дає fГР лише у 33 Гц.

Розширити смугу підсилюваних частот можна шляхом застосування

негативного зворотного зв’язку, втрачаючи підсилення, зате виграючи у

граничній частоті та багатьох інших параметрах.__
2. Історія

В 1887 Генріх Герц на основі котушки Румкорфа винайшов і побудував іскровий генератор електромагнітних хвиль.

В 1913 Олександр Мейснер (Німеччина) винайшов електронний генератор Мейснера на ламповому каскаді зі спільним катодом з коливальним контуром у вихідний (анодної) ланцюга з трансформаторної позитивним зворотним зв'язком на сітку. ^[4]

В 1914 Едвін Армстронг (США) запатентував електронний генератор на ламповому каскаді зі спільним катодом з коливальним контуром у вхідний (сіткової) ланцюга з трансформаторної позитивним зворотним зв'язком на сітку.

В 1915 американський інженер з Western Electric Company Ральф Хартлі, розробив лампову схему відому як генератор Хартлі, відому також як індуктивна трехточечная схема ("індуктивна трехточка"). На відміну від схеми А. Мейсснера, в ній використано автотрансформаторное включення контуру. Робоча частота такого генератора звичайно вище резонансної частоти контуру.

В 1919 Едвін Колпітц винайшов генератор Колпітца на електронній лампі з підключенням до коливального контуру через ємнісний дільник напруги, часто званий "емкостная трехточка".

В 1932 американець Гаррі Найквіст розробив теорію стійкості підсилювачів, яка також застосовна і для опису стійкості генераторів. ( Критерій стійкості Найквіста-Михайлова).

Пізніше було винайдено безліч інших електронних генераторів.

Стійкість генераторів

Стійкість генераторів складається з двох складових: стійкість підсилювального каскаду по постійному струму і стійкість генератора по змінному струму.

Фазовий аналіз генератора Мейснера

Генератори "індуктивна трехточка" і "емкостная трехточка" можуть бути побудовані як на инвертирующих каскадах (із загальним катодом, із загальним емітером), так і на неінвертуючий каскадах (із загальною сіткою, із загальним анодом, із загальною базою, із загальним колектором).

Каскад із загальним катодом (із загальним емітером) зрушує фазу вхідного сигналу на 180 . Трансформатор, при узгодженому включенні обмоток, зрушує фазу ще на приблизно 180 . Сумарний петлевий зрушення фази становить приблизно 360 . Запас стійкості по фазі максимальний і дорівнює майже 90 . Таким чином генератор Мейснера відноситься, з точки зору теорії автоматичного управління (ТАУ), до майже ідеальним генераторам. В транзисторної техніки каскаду з загальним катодом відповідає каскад із загальним емітером.

Поиск по сайту: