буждения первого типа близка к частоте полюса фильтра и имеет обычно большую амплитуду, чем самовозбуждение вто рого типа, частота которой близка к частоте единичного коэффициента усиления ОУ.

Если же коэффициент усиления ОУ с замкнутой петлей об ратной связи слишком большой или, говоря другими словами, если определяющие добротность резисторы надлежащим образом не настроены, то имеет место самовозбуждение первого типа, т. е. вблизи частоты полюса. В этом случае средство борьбы с ней состоит в уменьшении или увеличении номиналов соответствующих резисторов. Резисторы, о которых идет речь, как правило, зарезервированы для функциональной настройки добротностей полюсов активного фильтра.

Самовозбуждение второго типа, которое встречается на гораздо более высоких частотах (т. е. вблизи частоты единичного коэффициента усиления ОУ), является наиболее серьезной проблемой из этих двух и вызывается неправильной частотной коррекцией ОУ. При использовапии ОУ с внешней коррекцией сама цепь коррекции (иногда только один конденсатор) могла быть неправильно определена. Помимо изучения технических условий на ОУ и в качестве дополнительной информации по частотной коррекции и руководств по их применению необходимо соблюдать следующие практические рекомендации. Небольшой конденсатор (номинал которого лежит в пределах от десятков до нескольких сотен пикофарад) следует подключать параллельно другим конденсаторам корректирующей цепи (если они имеются), параллельно резистору, включенному с выхода ОУ на его инвертирующий вход, или параллельно резистору, включенному между неинвертнрующим входом ОУ и земляной шиной. Желаемый эффект достигается за счет уменьшения напряжения, подаваемого с выхода ОУ на его неинвер-тирующий вход, и в то же время увеличения напряжения, подаваемого с выхода ОУ на его инвертирующий вход с тем, чтобы снизить коэффициент усиления ОУ на высоких частотах.

Если же выполнение этих этапов ие позволит сиять паразитное самовозбуждение, то сам ОУ необходимо испытать отдельно, т. е. отключив от него элементы, образующие схему активного фильтра, но при том же самом коэффициенте усиления с замкнутой петлей обратной связи, повторив указанные выше этапы. Если же ОУ продолжает самовозбуждаться и дополнительная информация по его применению от изготовителя отсутствует, то следует выбрать менее критичный ОУ.

8.4. Внешняя частотная коррекция

Хотя задача этой главы состоит в том, чтобы дать практические рекомендации по проектированию активных фильтров, не вдаваясь в теоретические подробности, полезно привести не-

Рис. 8.1. Всепропускающая схема второго порядка (схема 12 гл. 5).

а-схема цепи, б - коррекция о однополюсным наклоном (ОН); s - коррекция двухполюсная с одним нулем (ДПОН).

петлей обратной связи является конечным, а не бесконечным. Получены следующие выражения:

V «р /f

L A (Po) J

VVp-

L A ipo) J

L A (pu) J 1

L A (Po) J

(8.1a) (8.16)

где индекс f обозначает относительные приращения Асир/ар и Aqp/qp из-за «ограниченного» коэффициента усиления.

Поскольку это происходит, то почти всем цепям на одном ОУ, приведенным в гл. 5 (исключение составляет схема 14), в общем присуще то, что параметр ПУЧ для частоты полюса Шр равен нулю. Тогда для этих цепей уравнение (8.1) можно упростить:

L А (Ро) J

(8.2а)

L А (ро) J •

(8.26)

СКОЛЬКО уравнений для объяснения тех преимуществ, которые достигаются при использовании внешней коррекции ОУ. В гл. 3 [см. уравнения (3.40а) и (3.406)] относительное смещение частоты Юр и добротности qp полюса цепи ро вследствие изменения коэффициента усиления ОУ с разомкнутой петлей обратной связи А задается через произведение усиление-чувствительность Г. Можно показать, что очень похожие выражения получаются при вычислении смещения параметров Юр и qp, вызванного тем фактом, что коэффициент усиления ОУ с разомкнутой

Для внутренней или внешней коррекции на основе одного конденсатора они обе дают так называемый тип коррекции с «однополюсным наклоном» (ОН) и можно использовать уравнения (3.42) и (3.43) гл. 3. В частности, важным является уравнение (3.436). Перепила- санное в данном контек-~ сте, оно имеет вид

Не[1/Л(ро)]он-0. (8.3)

Из соотношений (8.2) и (8.3) следует, что в случае коррекции типа ОН вследствие конечного коэффициента усиления ОУ следует ожидать смещение в частоте полюса сор, а не добротности qp.

Не вдаваясь в детали можно также показать, что в случае более совершенной частотной коррекции, а именно «двух-нолюснойс одним нулем» (ДПОН) получаем вместо уравнения (8.3) дополнительное выражение

1т[1/Л ы]дпонО-

(8.4)

Таким образом, в случае коррекции типа ДПОН конечное значение коэффициента усиления ОУ будет вызывать смещение qp, а не частоты Юр. Предыдущее рассуладение подразумевает, что смещения параметров а>р и qp, вызываемые конечностью коэффициента усиления (и полосы пропускания) ОУ, можно контролировать с помощью типа используемой частотной кор рекции. Это очень важно, поскольку можно показать, что смещение частоты гораздо вреднее для заданной высокочувствительной частотной характеристики, чем смещение добротности qp. Следовательно, соответствующим выбором типа коррекции следует исключить смещение частоты, если это вообще возможно. Поэтому частотную коррекцию типа ДПОН стоит рассматривать в тех ситуациях, когда требуется высокая частотная избирательность (т. е. для высоких значений добротности полюсов) или необходима работа на высоких частотах относительно имеющейся полосы пропускания ОУ.

М 15 W /7 18 13 20 кГц

Рнс. 8.2. Амплитудно-частотная (а) и фазово-частотная (б) характеристики всепро-пускающей схемы второго порядка с частотной коррекцией типа ОН и ДПОН.

/ - частотная коррекция на рнс. 8.1,6; 2 - частотная коррекция на рис. 8.1, в.