но увеличивающие крутизну среза и вносящие сравнительно небольшой фазовый сдвиг. Функция передачи такого рода цепей обладает полюсом и нулем, изменяя их частоты, можно увеличить отношение частот полюсов функции Т{р), не применяя конденсаторы большой емкости. Эти корректирующие цепи встречаются

в каскадах предварительного усиления ламповых усилителей большой мощности (рис. 7.16).

Для усилителей с глубокой ОС, используемых в устройствах многоканальной связи, геометрические размеры петли ОС должны быть минимальными, что вынуждает ограничивать емкости разделительных и блокировочных конденсаторов. При формировании низкочастотного среза следует получить зависимости T{f) и Фг(/), наиболее приближающиеся к идеальным (рис. 7.12). Для этого достаточна крутизна наклона участка АЧХ T{f), расположенного левее горизонтальной части, в среднем несколько меньше 10 дБ/окт.

Расположение конечного асимптотического участка и его наклон зависят от частот fpi, fp2, fzi, /22, ... и разности чисел полюсов и нулей функции Т{р); последнюю желательно получить не свыше трех, включая полюс, обусловленный присутствием выходного трансформатора или дросселя. А это обеспечивает асимптотический наклон не более 18 дБ/окт.

Рис. 7.16. Схема каскада с низкочастотной корректирующей RC-цепьго

Глава 8

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ КОНКРЕТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

8.1. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Интегральные ОУ обычно содержат два каскада с ОЭ (или ОИ и ОС) и несколько каскадов с ОК (реже ОБ) или ОС, располагаемых на выходе или на входе и выходе. В современных ОУ предпочтение отдается двухтактному выходному каскаду на комплементарных транзисторах, работающему в режиме В. Тем не менее встречаются ОУ с однотактными или двухтактными каскадами на транзисторах одной и той же структуры, работающими в режиме А.

Верхняя граница полосы пропускания ОУ доходит до единиц- десятков мегагерц, а коэффициент усиления - до 50 ... 100 дБ и более. Эти усилители, изготавливаемые преимущественно по полупроводниковой технологии, рассчитаны иа питание от бино-

лярпого источника, для того чтобы исходные постоянные напряжения между каждым зажимом входа и выхода и общим проводом (корпусом) были равны нулю. Все это обусловило некоторое отличне их параметров от общепринятых.

8 1.1. ПАР.АМЕТРЫ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

К основным параме-рам ОУ относятся;

коэффициент усиления Ga при незамкнутой (открытой) петле ОС и КО;

частота единичного усиления/ь при которой Ga(/)=0, Ка{!) = 1;

амплитуда выходного напряжения ±/лтах-максимальное выходное напряжение, которое можно получить при определенных нагрузочных уСЛОВйЯХ; обычно /а тах^ (0,6 ... 0,8) Eg;

амплитуда выходного тока ±/а max - наибольший выходной ток, получаемый при Ua = Ua так - параметр ОУ с защитой выхода от короткого замыкания. При отсутствии защиты параметром является минимально допустимое сопротивление нагрузш*

Ra н min;

скорость нарастания выходного напряжения Vu; ширина полосы пропускания fp .пах при полной выходной мощности;

выходное сопротивление /?авых (приводится для открытой ПёГ-ли ОС и короткозамкнутых входов);

напряжение ±Ео п ток ±/о, потребляемые от источника питания;

входные сопротивления и емкость несимметричного входа Rabx и Саех, т. е. промежутка входной зажим - общий провод (корпус), которые определяются по выражению (5.10) и (5.32);

входное сопротивление для синфазного сигнала, определяемое по (5.28);

глубина ОС (коэффициент ослабления) для синфазного сигнала Fs, определяемая по (5.6);

максимально допустимое входное синфазное напряжение ±Uabxs, обычно равное (0,3 ... 0,5) Го;

входные (постоянные) токи /авх, йе превышающие нескольких десятков микроампер для биполярных транзисторов и нескольких пикоампер для полевых;

входной ток сдвига /а вх сд, определяемый как разность входных токов (за счет технологического разброса) и составляющий 10 ... 30% от /авх;

среднеквадратическое напряжение шума WAm в полосе 1 Гц или напряжение шума /аш в обусловленном интервале частот;

температурный дрейф AUa, отчесенный ко входу и составляющий единицы и десятки микровольт на Г С, а в ОУ с преобразованием-не более 1 мкВ/° С.

Некоторые из этих параметров связаны между собой. В частности, скорость нарастания выходного напряжения Vu зависит от 9-1 233

времени установления tAy при 100%-ной ОС и от напряжения f/лтах. Так как 1ау связано с то в соответствии со справочными данными

K=(0.5...1,2)f/, /, (8.1)

Ширина полосы пропускания .max зависит от амплитуды выходного сигнала и скорости нарастания выходного напряжения. Эта зависимость объясняется тем, что Vu является наибольшей скоростью изменения выходного напряжения при большом сигнале на входе. Так как максимальная скорость изменения амплитуды t/лтах dUA/dt-=2nfUAm>>k, ТО ПрИ dUA/dt=Vu /pmax=VV/2n.

Подставляя (8.1), приходим к очень простому соотношению:

/p ax = (W-0.16)/i. (8.2)

Например, ОУ типа 140УД7 характеризуются следующими параметрами: t/Amax=ll,5 в, /i = 800 кГц, 1/(7=10 В/мКС, fpmax =

= 0,14 МГц. Широкополосный ОУ типа 3400 А имеет параметры: t/Amax=10 В, fi=100 МГц, V(7= 1000 В/мкс. При этом

/ршах = 8 ... 16 МГц

8.1.2. СХЕМЫ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Рассмотрим схему ОУ, выполненного по гибридной технологии, предназначенного для аппаратуры широкого применения (рис. 8.1). К его особенностям относится выполнение первого (дифференциального) каскада на сдвоенном полевом транзисторе, что обеспечивает весьма высокое входное сопротивление и небольшую входную емкость. Так как параметры транзисторов VI, V2,

BxoSI

Вход? 13>

Внутренний зкран

Рис. 8.1. Принципиальная схема операционного усилителя К284УД1, выполненного по гибридной технологии