Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
отрицательной обратной связи и нужной шириной полосы. В табл. 11.1
предлагаются минимальные значения емкости С, обес-
Частота (Гц)
Рис. 11.23. Частотные характеристики усилителя на основе ОУ 741 при
различных значениях коэффициента усиления с обратной связью.
302 "•Строительные блоки" аналоговой электроники на интегральных
микросхемах
печивающие устойчивость при различных коэффициентах усиления с обратной
связью.
Источники питания подключены, как на рис. 11.5
Рис. 11.24. Усилитель на основе ОУ 748: показано, как включается
конденсатор коррекции С и как нужно собрать схему балансировки. Номера
выводов даны для корпуса D1L с 8-ю выводами.
Табл. 11.1
А VCL с (пФ) BW (кГц)
1 30 1000
10 5 500
100 2 200
1000 . 1 50
Сравнивая значения ширины полосы (BW), указанные в табл. 11.1, со
значениями из графика на рис. 11.23, относящимися к ИС 741, видим, что в
случае, когда требуется широкая полоса при большом усилении, ИС 748
является более предпочтительной. Имеется одно небольшое различие между ИС
748 и 741; оно касается балансировки (см. рис. 11.24). Поскольку в ИС 748
регулировка производится в другой части схемы, необходим потенциометр с
сопротивлением 4,7 МОм, скользящий контакт которого через резистор с
сопротивлением 4,7 МОм подключается к земле, а не к шине отрицательного
питания.
11.12 Время установления и максимальная скорость нарастания
Любой усилитель с внутренней коррекцией, подавляющей усиление на высоких
частотах, требует особого внимания, если нужно пропускать большие по
величине скачки напряжения (прямоугольные импульсы). Простая теория ли-
Время установления и максимальная скорость нарастания 303
нейного фильтра нижних частот не позволяет правильно предсказать
результат.
В параграфе 10.4 было показано, что время установления и время спада у
ЛС-фильтров нижних частот первого порядка связаны следующим простым
соотношением с шириной полосы фильтра:
tr" - , [(Ю.9)]
3/,
где fx - верхняя граничная частота (на уровне -3 дБ). Это соотношение с
успехом применяется для всех линейных систем, но необходимо быть
осторожным в отношении его применения к ОУ, поскольку, как правило, оно
справедливо только при малых значениях выходного напряжения (обычно < 1
В). Причина этого заключается в том, что схема на основе ОУ может зайти в
режим значительной нелинейности при попытке заставить выходное напряжение
изменяться (нарастать) быстрее, чем с определенной скоростью. Основная
проблема в следующем: быстрое изменение выходного напряжения означает
заряд или разряд корректирующего конденсатора с большой скоростью; для
этого, в свою очередь, требуется отдача промежуточными каскадами
усилителя значительного тока. Но ток, который в состоянии отдавать
промежуточные каскады, бывает ограничен из соображений экономии
расходуемой мощности, и это, со своей стороны, накладывает ограничение на
максимальную скорость нарастания напряжения на выходе усилителя.
Временные диаграммы на рис. 11.25 иллюстрируют различие между
малосигнальным временем установления и максимальной скоростью нарастания
в режиме большого сигнала применительно к ИС 741, включенной как
повторитель напряжения. Тогда как время нарастания при малом сигнале
составляет приблизительно 0,3 мкс и это согласуется с шириной полосы 1
МГц при единичном усилении, изменение выходного напряжения на 10 В
занимает примерно 20 мкс, так как максимальная скорость нарастания
ограничена величиной 0,5 В/мкс. Важно осознать, что, в отличие от времени
установления в простой ЛС-цепи, невозможность превышения максимальной
скорости нарастания - это следствие нелинейности, результат вхождения
одного из каскадов усилителя в режим ограничения. Это означает, что в
случае, когда усилителю приходится откликаться на большие по величине
сигналы с крутыми перепадами, все другие сигналы в нем блокируются на то
время, которое занимает нарастание как реакция на быстрый сигнал. Это
явление называют искажениями из-за конечной скорости нарастания (Slew
Induced Distortion, SID) или интермодуляционными искажениями при
переходном процессе (Transient InterModulation distortion, TIM), и оно
может вызывать определенные проблемы, если на входе имеются
высокочастотные сигналы большой амплитуды.
Одно из достоинств ИС 748 состоит в том, что от нее можно получить
большие скорости нарастания выходного напряжения, чем от ИС 741, при
коэффициентах усиления с обратной связью, больших единицы, и это имеет
место благодаря тому, что корректирующую емкость можно уменьшить до
минимального значения, необходимого для устойчивости. Когда необходимо,
чтобы через усилитель проходили большие сигналы с быстрыми перепадами,
применяют такие усилители, как NE5534 или TL071, у которых максимальная
скорость нарастания более 7 В/с. Такие большие скорости
304 "Строительные блоки" аналоговой электроники на интегральных
микросхемах
Время (микросекунды)
Рис. 11.25. Сравнение времени нарастания при малом сигнале (а) с
