Обеспечение устойчивости ОУ

ОУ представляет собой многокаскадный усилитель с глубокой ООС. Основное требование, предъявляемое к таким усилителям – его устойчивая работа, т.е. отсутствие генерации. Самовозбуждение в ОУ с глубокой ООС может возникнуть из-за того, что на частотах, где усилитель вместе с цепью ООС вносит дополнительный сдвиг фазы, j_доп=180°. В этой случае ООС становится положительной

при bК¢=1. К_пос®¥,

что соответствует самовозбуждению ОУ. Таким образом, генерация может возникнуть при выполнении условий;

баланса фаз j_ос+j_доп =0;

баланса амплитуд bК¢=1.

Если φ_доп меньше - 180⁰, то возникают затухающие колебания.

Чем больше запас по фазе j_зап=j_оос+j_доп, тем больше затухание. Поэтому j_зап является критерием устойчивости ОУ. При j_зап=65⁰ получаются наилучшие переходные и частотные характеристики.

Для обеспечения устойчивости ОУ пользуются критерием Найквиста, известный из курса PTЦС: усилитель с ООС устойчив, если его частотно-фазовая характеристика коэффициента петли ОС, описываемая концом вектора bК¢, при изменении частоты от 0 до ¥ не охватывает точку с координатами 1,0.

Из критерия Наиквиста следует, что для обеспечения устойчивости ОУ на частотах, где j_доп достигает -180°, принимают меры, снижающие коэффициент передачи bК¢. Поскольку частотно-независимая ОС на всех частотах имеет b=пост, то приходится уменьшать К(f) в области критических частот. Уменьшение K(f) (коррекции АЧХ) достигается с помощью корректирующих цепей.