Вопрос 66. Фазо-частотные характеристики операционных усилителей.

Основные характеристики ОУ: передаточные (амплитудные); амплитудно-частотные, фазочастотные, динамические.Усиление гармонических сигналов характеризуется частотными параметрами ОУ. При усилении сигналов ОУ обычно охватывается отрицательной обратной связью по инвертирующему входу. Ввиду создаваемого усилителем в области высоких частот фазового сдвига выходного сигнала относительно входного, фазочастотная характеристика ОУ по инвертирующему входу приобретает дополнительный (сверх 180°) фазовый сдвиг (рис.). Для некоторой высокой частоты полный фазовый сдвиг становится равным 360°, что соответствует положительной обратной связи по инвертирующему входу на этой частоте. Это приводит самовозбуждению схемы. Для устранения самовозбуждения в ОУ вводят внешние корректирующие RC– цепи, позволяющие несколько изменить ход амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик.

Из другого источника:

На этом рис. приведена фазово-частотная характеристика ОУ – зависимость фазового угла сдвига φ между входным и выходным сигналами ОУ от частоты сигнала .До частоты , приблизительно 20 кГц, фазовый сдвиг φ равен нулю. Иными словами, выходные сигналы находятся в фазе с сигналами на неинвертирующем входе и сдвинуты на 180° относительно сигналов на инвертирующем входе. Когда частота сигнала возрастает до = 200 кГц, фазовый сдвиг достигает примерно 45°. Это означает, что выходные сигналы отличаются от сигналов на неинвертирующем входе на 45°, а от сигналов на инвертирующем входе – на 180°–45° = 135°. На частоте около 6 МГц выходные сигналы оказываются сдвинутыми на 180° относительно сигналов на неинвертирующем входе и находятся в фазе с сигналами на инвертирующем входе. Поскольку выходной сигнал ОУ через резистор обратной связи подается обратно на инвертирующий вход, входной и выходной сигналы ОУ оказываются в фазе. Если амплитуда выходного сигнала велика, в ОУ произойдет самовозбуждение. Самовозбуждение может возникнуть, если выходной сигнал сдвинут относительно входного приблизительно на 180° и подается обратно на инвертирующий вход. Но даже если самовозбуждения не произойдет, ОУ начнет работать неустойчиво. При достижении фазового угла приблизительно 180° происходит резкое увеличение усиления ОУ вследствие того, что выходные сигналы, близкие по фазе с входными сигналами, как бы «подхлестывают» их. Затем, при более высоких частотах, усиление падает, и возрастают автоколебания (самовозбуждение).Т.о., операционный усилитель ни в коем случае не должен работать на частоте, при которой фазовый сдвиг близок к 180° (свыше 170°).

Дата добавления: 2015-09-02