нарыл высказывания Андронникова по поводу ОУ:
| Цитата |
|---|
ибо я отдыхал на лоне природы, а он в сиё время начал ветку. Вместе с коллегой мы попробуем немного систематизировать те разрозненные знания и информацию, по этим удивительным, но в то же время ставшим столь привычными приборами. Дабы не утомлять уважаемых коллег теорией работы ОУ, по данному вопросу рекомендую почитать информационные материалы фирм AD и TI, там есть очень много в ОЧЕНЬ доступной форме. Попробую заострить внимание на тех параметрах ОУ, которые желательно принимать во внимание при выборе данных приборов для работы в ПКД и линейных каскадах. Итак, поехали. 1) АЧХ и устойчивость. В большинстве своем (особенно ОУ 1 и 2 поколений) - это низкочастотные приборы, первый полюс АЧХ которых находится на частотах 1...200Гц. Далее у скорректированного ОУ АЧХ спадает с крутизной 6дБ/окт. Это означет, в первом приближении, что по графику его АЧХ без ООС можно определить глубину ООС на любой частоте при любом усилении. Для выбора усиления и сохранения устойчивости прибора нужно принимать в расчет кроме АЧХ и ФЧХ. Фазовый сдвиг на выходе ОУ не должен превышать 90 гр в точке пересечения прямой, равной усилению каскада с цепью ООС на постоянном токе и АЧХ усилителя без ООС. Косвенно можно сделать вывод об устойчивости по нахождению второго полюса АЧХ - точки, где скорость спада АЧХ становится равной 12дб/окт. Прямая усиления на пост. токе всегда должна пересекать АЧХ ОУ без ООС выше этой точки. У хороших ОУ с коррекцией устойчивости до единичного усиления, второй полюс расположен обычно ниже 0дБ на 3...6дБ. К таким из низкочастотных относятся OPA627, AD845, LT1122, AD843, AD841 и ряд других. В некоторых ОУ, напр. AD843, AD841, более широкополосных по сравнению с аналогичными, повышение быстродействия и смещение первого полюса на частоты около 1кГц достигнуто за счет больших токов питания каскада УН и выхода. В ОУ 3 и 4 поколений каскады первый полюс расположен на частотах 5...100кГц, но усиление на пост. токе несколько меньше за счет применения не двух, а одного усилительного каскада (каскад УН совмещени с дифкаскадом или образуют сломанный каскод). Это AD817, AD826, AD825 и др. Кроме широкополосности такие ОУ характеризуются повышенной собственной линейностью (без ООС). В ряде подобныхОУ применяется т.н. схема с ТОС и буферизацией инвертирующего входа. Классические примеры (отличающиеся, кстати и превосходными звуковыми свойствами - LM6171 и LT1363. 2) схемотехническое построение ОУ. Как известно, наибольшие искажения вносит каскад с ОЭ. Их большой уровень и жесткий спектр не позволяют ООС, охватывающий усилитель эффективно подавлять высшие гармоники и искажения сигналов частотами выше 1...2кГц. Поэтому нужно обращать внимание, на то, как построен каскад усиления напряжения в ОУ. Лучший вариант - каскод или сломанный каскод (AD797, AD817, AD829, AD825) Несколько хуже - дифференциальный каскад (OPA627) и связка ЭП+ОЭ (AD845, LT1122) либо симметричные токовые зеркала (AD823, AD8041, AD8055). Хуже всего - простой каскад с ОЭ (NE5532, LM833 и клоны (NJM4558 и т.п., отрыжка советского производства 157УД2) Входной каскад может быть как на биполярных, так и на ПТ. При этом первый, если не приняты специальные меры по линеаризации (резисторы в цепи эмиттеров, классический пример - LM118, AD841,AD817), очень чувствителен к перегрузкам и ВЧ-помехам и может стать основным источником искажений ОУ. В частности, нужно ОЧЕНЬ аккуратно применять AD797, NE5534 и подобные с точки зрения входного каскада без эмиттерных резисторов или с оными малой величины. Входной каскад на ПТ гораздо менее чувствителен ко всякой дряни на входе, но имеет собственные недостатки. В частности, большая паразитная емкость затвор-подложка, сильно нелинейна в зависимости от синфазного входного напряжения и может вызывать т.н. "водные искажения очень большого уровня на частотах выше 2...5кГц и сопротивлении источника сигналов более 5...10кОм. Причем этот эффект наблюдается только в неинв. включении и тем сильнее, чем больше синфазное входное, т.е. максимален в повторителе. ОУ с диэлектрической изоляцией (ОРА627, AD8610) в заметной мере избавлены от данного эффетка, но, к сожалению, не полностью. Минимальны входные искажения у ОУ с минимальной входной емкостью, либо изоляцией диэлектриком (OPA627, биполярный повторитель LM110, AD823, AD8610) Выходной каскад определяет способность работы ОУ на низкоомную нагрузку и цепь ООС. Наилучшими свойствами обладают симметричные каскады типа "параллельного повторителя" (AD797, AD817, LT1363, LM6171, AD845, AD825 и др.) или комплиментарного повторителя со смещением (ОРА627, OPA671, LM833). Неплохо работают квазикомплиментарные каскады с большим током покоя (AD843, LT1122). Хуже всего - комплиментарные и квазикомплиментарные каскады с малым током покоя - они плодят большие и жесткие искажения уже на нагрузках 5..8 кОм и ниже (AD744, NE5532, OPA604, 574УД1). Особняком стоят ОУ с rail-to-rail выходом. Их вых. каскад - это каскад с ОЭ, но для снижения искажений в современных приборах 3 и 4 поколений используют специальные схемы типа симметричных токовых зеркал. ОУ с такими выходными каскадами могут обеспечивать превосходные параметры и отличное звучание. Как пример можно назвать AD823 и AD8065. 3) Скоростные и частотные свойства. Это весьма важный момент, по сути он определяет частотный диапазон постоянства глубины ООС и спектр искажений усилителя с ООС. Здесь особняком стОят так называемые ОУ с ТОС, обеспечивающие очень высокие скорости нарастания (до 10000В\мкс) и полосу усиления - до 1.5...2ГГц. Среди таких - AD811, THS3001, THS3062, EL2030, OPA603, мощные AD815, LT1795, THS6012 и множество других). Эти ОУ отличае очень низкий уровень и мягкий спектр искажений в звуковом диапазоне, высокая нагрузочная способность, большие входные токи и токи смещения, а также низкоомный инв. вход без ООС. Эти особенности делают данные ОУ крайне удачными для применения в преобразователях ток-напряжение и буферных каскадах при работе с источником сигнала с низким и стабильным выходным сопротивлением. ОУ с обычной ООС (ООСН) в большинстве своем менее быстродействующие, но имеют эквивалентные входы и меньшие входные токи и токи смещения, что расширяет области их применения. Кроме того, по принципу своей работы, ОУ с ТОС не терпят емкости в цепи ООС, приводящей к самовозбуду, а это сильно ограничивает область их возможного применения. Из классических широкополосных ОУ с ООСН наиболее известны и распространены AD817, AD829, AD825, AD826, AD8065, LT1363, LT1364, LM6171, LM6181, THS4041, OPA642, OPA671 и низковольтные AD8041, AD8047, AD8055. Естественно, что у других фирм есть свои В последние годы появились сравнимые по быстродействию ОУ с классической ООС, напр. THS4302, AD8045, но они, как правило, низковольтные, что определяет резкий рост искажений при увеличении амплитуды сигнала на выходе более +\-1В. Вкратце примерно так. Конечно, тема ОЧЕНЬ обширна, и охватить ее в одном очень кратком мессе невозможно. Более того, будет интересно прочитать мнения о иных типах ОУ. Далее, в ближайшие дни, попробую коснуться других свойств ОУ, помимо вышеперечисленных. |
