Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [ 138 ] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

ость нарастания выходного напряжения. Для входного воз-VTBHfl в форме скачка можно записать vo (t) = Vo (мах) П - !!ехр (- А) поэтому

(dvo/dt)t.\Ax = idvo/di)io = Vo (мах)/т. (6.12)

Хаьим образом, если

Vo (МАХ)/Т > {dvo/dt)tAAX,

(6.13)

то наступает ограничение по быстродействию и выходное напряжение линейно увеличивается в зависимости от времени со скоростью, равной скорости нарастания.


Рис. 6.4. Характеристика выходного напряжения в режиме ограничения по быстродействию прн входном сигнале в форме прямоугольного импульса.

Ширина полосы пропускания ОУ с обратной связью связана с постоянной времени формулой т = l/{2nBWcL), т. е. BWcl - = 1/(2ят). Для примера на рис. 6.3 при ширине полосы пропускания с обратной связью BWcl - 1,0 МГц и скорости нарастания выходного напряжения 1 В/мкс постоянная времени т = - l/{2nBWcL) = 0,16 мкс. Таким образом, при (МАХ) > > {duo/dt)tfyAx t = 1 В/мкс-0,16 мкс = 0,16 В ОУ будет работать в условиях ограничения по быстродействию.

На рис. 6.4 показана характеристика ограничения по быстродействию ОУ при входном напряжении в виде прямоугольного Импульса. Отметим, что характеристика в этом случае принимает форму трапеции. Время, за которое выходной сигнал нарастает няп о(МАХ) , примерно равно Vo (!AAX)/idvo/dt), т. е. время /Растання от уровня 10 % до уровня 90 % приближенно дается формулой tr = 0,8Vo,:.AxAdvo/dt).

оремя нарастания выходного напряжения при мало.м сигнале япр нведенного выше примера равно U = 2,2т = 0,35/BWcl =

0,35 И*

мкс. В условиях же ограничения по быстродействию



время нарастания приближенно дается формулой = 0,8Vo {MA\)/{dvo/dt). При V., (мах) = Ю В время нарастания = 0,8-10 В/1 В/мкс = 8 мкс, что много больше времени нара-стания при малом сигнале.

6.1.3. Ширина полосы пропускания при максимальной мощности. Рассмотрим реакцию ОУ на синусоидальное входное напряжение. При малом сигнале, таком, что ОУ находится вне области ограни-


Рис. 6.5. Ширина полосы пропускания при максимальной мощности.

чения по быстродействию, выходное напряжение определяется выражением vq (t) = Io(max) sin Ы. Скорость нарастания выходного напряжения имеет максимум при пересечении синусоидой начала координат, поэтому справедливо равенство

(dvo/dt}MAx = aVoiMAX) (cos©Омах = ±(о1/о(млх). (6.14)

Если U)Vo (мах) > (dvo/dt), то ОУ попадает в область ограничения по быстродействию и максимальный наклон кривой выходного напряжения ограничен скоростью нарастания.

На рис. 6.5 показаны некоторые кривые выходного напряжения при разных значениях Vo (МАХ) Когда (aVo (мах) > (dvo/dt) наступает ограничение по быстродействию и форма выходною напряжения, первоначально синусоидальная, стремится к треугольнику, стороны которого имеют наклон ± (dvo/di). Пиковое выходное напряжение ограничено значением (dvo/dt) Т/4 = = {dVo/dt)/4f, где 7 = 1 - период колебаний.

Отсюда видно, что в условиях ограничения быстродействия при большем сигнале пиковое выходное напряжение ограничено значением {dvo/dt)/4f и, таким образом, при увеличении частоты пиковое выходное напряжение быстро уменьшается. На рис. 6 о показана зависимость пикового выходного напряжения от частоты. Ширина полосы пропускания при максимальной мощности - это частота, на которой наступает ограничение по быстродействию.



она находится по формуле <aVo {ках) - dvo/dt, т. е. со = {dvo/dt)/Vo (МАХ) и, таким образом,

(о/2я = {dvo/dt)/2nVo (max).

(6.15)

VolMAXl

Vacmama f, Гц.

Рис. 6.6. Зависимость пикового выходного напряжения от частоты.



10 10* 10 1С

а стерта /, Гц

Рис. 6.7. Зависимость ширины полосы пропускания при максимальной мощности от пикового выходного напряжения. (dvoldt)iAAX = 1 В/мкс, BWcl = 1.0 МГц.

Ширина полосы пропускания при максимальной мощности может Ь1ть существенно меньше ширины полосы пропускания в условиях алого сигнала вне области ограничения по быстродействию. На-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [ 138 ] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193