Повышение устойчивости ОУ.

Часто разработчик электронной аппаратуры попадает в ситуацию, когда вроде бы правильно спроектированная схема с ОУ и, даже больше того, схема, нормально работавшая на макетной плате, будучи перенесена на окончательную печатную плату, начинает возбуждаться. Скорее всего, здесь дело в неудачной топологии печатной платы, создающей повышенную входную емкость ОУ. При единичном производстве перепроектировать и изготовить заново печатную плату слишком накладно. Кроме того, нельзя поручиться, что после переделки ситуация улучшится. Какие же меры можно предпринять в этом случае?

Самый простой метод заключается в уменьшении петлевого усиления.

Повышение устойчивости операционных усилителей путем снижения петлевого усиления:

а—с помощью дополнительного резистора, б—с помощью последовательной RC -цепочки.

Например, в схеме инвертирующего усилителя между инвертирующим входом ОУ и землей подключают резистор (a). Тогда коэффициент петлевого усиления

С уменьшением R ₃ уменьшается и К _п, поэтому всегда можно настолько уменьшить петлевое усиление, что схема станет устойчивой. В то же время коэффициент передачи входного сигнала не меняется

Что же ухудшится при этом? Возрастет погрешность, обусловленная конечным значением коэффициента усиления усилителя, причем на всех частотах. Эта погрешность, приведенная к входу усилителя, составит

Можно уменьшить эту погрешность хотя бы в области низких частот, включив последовательно с резистором R ₃ конденсатор (б). Тогда при правильном выборе емкости этого конденсатора петлевое усиление будет снижено только в области частоты среза. Тем не менее полоса пропускания схемы заметно ухудшится, так как она прямо связана с коэффициентом передачи по цепи обратной связи.

Поскольку входы ОУ, как правило, располагаются рядом на корпусе ИМС, можно, используя SMD-компоненты (бескорпусные ЧИП-резисторы и конденсаторы, предназначенные для поверхностного монтажа), подкорректиро-вать устойчивость усилителя.

Аналогичные результаты дает подключение параллельно выходу усилителя дополнительного резистора или последовательной RC -цепи.

Дата добавления: 2015-08-09