Главная  Журналы 

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

ветственно комплексные петлевые передачи местной ОС входного каскада и общей ОС; знаки (+) и (-) соответствуют отрицательной и положительной ОС соответственно. С помощью выражений (5.47) и (5.48) можно определить входное сопротивление интегрального усилителя при любом размещении последовательных и параллельных ОС, а также их различных комбинаций.

Так как в выражении (5.47) двучлены в скобках представляют собой отношения коэффициентов усиления без ОС к соответствующим коэффициентам усиления с ОС, выражение комплексного входного сопротивления усилителя с общей и местной ОС можно записать как отношение соответствующих коэффициентов усиления:

вхос=--вк;. (5.49)

где Kl и KioG - соответственно комплексные коэффициенты усиления первого каскада без ОС и с местной ОС; К и Кос - соответственно комплексные коэффициенты усиления усилителя при разомкнутой петле общей ОС и с общей ОС. Из этого выражения следует, что последовательные ООС всегда будут увеличивать входное сопротивление усилителя.

Если выражение входного сопротивления (5.49) записать в показательной форме, то, логарифмируя и дифференцируя его, а затем производя .необходимые преобразования, получаем относительное изменение входного сопротивления уси-пителя:

вх ОС + / вхОС = бх + tiKioc + «обос + / d ((fi -f

+ ?к - ?кЮС - 9к0С + вх). (5.50)

где бвх ос и 6Zbx-соответственно относительные изменения модулей входного сопротивления усилителя с ОС и .при .разомкнутых петлях общей и местной ОС; фвх ос и фвх - соответственно фазовые углы входных сопротивлений усилителя с ОС и .при разомкнутых петлях общей и местной ОС; .фк!, фкюс, фк ос и фк - соответственно фазовые сдвиги, создаваемые цепями первого каскада без ОС и с ОС и усилителя с о.бщей ОС и без общей ОС. IB реальных условиях нестабильность фазы входного сопротивления усилителя значительно меньше нестабильности его модуля и в Нервом приближении ее можно не учитывать, а в области средних частот фазовые сдвиги в усилителе практически отсутствуют. Тогда нестабильность входного сопротивления усилителя можно записать в виде

6Znxoc=6Znx±ui6/<ioc--ao6i(oc. 1 (5.51)

Выражение (5.51) позволяет сделать вывод, что нестабильность модуля входного сопротивления усилителя, .охваченного последовательными ООС, больше .нестабильности модуля входного сопротивления



усилителя без ОС. Однако при соответствующей положительной ОС в первом каскаде неста-бильность модуля входного сопротивления усилителя с ОС может оказаться меньше нестабильности модуля входного сопротивления усилителя без ОС.

Когда общая и местная ОС параллельны, комплексное входное сопротивление усилителя с ОС .будет равно

вЮС = вх f 1 • (5.52)

Из выражения (5.52) видно, что параллельные ООС уменьшают входное сопротивление усилителя. Чтобы определить влияние параллельных ОС на нестабильность модуля входного сопротивления усилителя, прологарифмируем и продифференцируем выражение (5.52), затем, пренебрегая нестабильностью фазы, получим

б2вхОс=й2вх+й1б7(10с-йобКос. (5.53)

Нестабильность модуля входного сопротивления усилителя, охваченного параллельными ООС, будет меньше нестабильности модуля входного сопротивления усилителя без ОС. Полученные выражения входных сопротивлений и их нестабильностей усилителя с многопетлевой ОС позволяют оценить ожидаемое входное сопротивление и его нестабильность, если усилитель будет охвачен последовательными или параллельными ОС.

Влияние многопетлевой ОС на выходное сопротивление. Выходное сопротивление интегрального уаилителя с последовательными ОС (по току) на выходе схемы (рис. 5.4,6) можно записать в виде

БЫхОС -вых

(Н-аЛ(1 + а„). (5.54)

Выходное сопротивление интегрального усилителя с параллельными ОС (по напряжению) на выходе (рис. 5.4,а)

где Zbbix ос и 2вых - соответственно комплексные выходные сопротивления усилителя с ОС и без ОС; а, и со - соответственно комплексные петлевые передачи местной ОС выходного каскада и общей ОС. Если выразить выходное сопротивление усилителя с многопетлевой ОС по напряжению через коэффициенты усиления каскадов и всего усилителя, то коэффициенты, учитывающие передачу сигнала по цепям ОС с входа на выход, сокращаются и выражение выходного сопротивления усилителя значительно упрощается. Тогда комплексное выходное сопротивление усилителя с общей и местной ОС по на-



йрйжению будет рШЬ

где Кг ос и Кг - соответственно комплексные коэффициенты усиления выходного каскада с местной ОС и без ОС; Кос и К - соответственно комплексные коэффициенты усиления усилителя с ОС и без общей ОС.

Чтобы определить влияние многопетлевой ОС по напряжению на выходное сопротивление усилителя и его нестабильность, прологарифмируем и продифференцируем выражение (6.56). После некоторых преобразований получим выражения нестабильности выходного сопротивления и фазы соответственно:

б2выхос-62вых-Or6i(roc-uo6i(oc, (5.57)

фв ыхОС =Йфвы х-Ь<фкг0С -ЬфкОС -Ьфкг-фк. (5.58)

Из выражений (5.57) и (5.58) видно, что нестабильность модуля выходного сопротивления не зависит от нестабильности его фазы. Нулевая нестабильность модуля выходного сопротивления усилителя будет получаться при выполнении следующего равенства:

бгвых-агбКгос-а(!бКос=0. (5.59)

к Как показывает практика, нестабильность модуля выходного со-: противления усилителя значительно больше нестабильности его фазы, а если учесть то обстоятельство, что в области средних частот фазовые сдвиги в усилителе имеют совсем незначительную величину и нх можно не учитывать, тогда для анализа выходного сопротивления усилителя с многопетлевыми ОС можно пользоваться выражениями (5.56) и (5.57).

Для случая, когда общая и местная ОС в усилителе - осуществляются по току (рис. 5.4,6), выходное сопротивление усилителя

юс+ос где 1выхэ и Zr - комплексные выходные сопротивления элементов цепи общей ОС и цепи местной ОС соответственно. Из выражения (5.60) следует, что выходное со-, противление усилителя с общей и местной ОС по току будет больше выходного сопротивления усилителя без ОС. Когда ОС осуществляется по току, то относительная нестабильность модуля выходного сопротивления усилителя зависит от нестабильности его фазы. Следовательно, при проектировании интегральных ОУ необходимо учитывать не только влияние ОС на коэффициент усиления, но и на модуль, и фазу входного и выходного сопротивлений, которые сказываются на устойчивости ОУ. Конкретная схемотехника каскадов ОУ, их параметры и т характеристики подробно рассматриваются в гл. 6.

. 183

2вь,хос=-2 -4-Z,-+Z,,„3, (5.60)





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