Самовозбуждение ОУ в неинвертирующем усилителе

**Alcest** · 17.11.2013, 21:04

Здравствуйте. Возникла у меня необходимость в генераторе низкой частоты. По ряду причин прибор буду делать сам, макет задающего генератора уже оформился, очередь за буферным усилителем. Буфер решил сделать на том, что имелось под рукой, на ОУ К157УД1. Тут у меня возникли некоторые проблемы с пониманием тонкостей работы операционных усилителей.

На приведенной ниже схеме ОУ включен по неинвертирующей схеме с Ку=10, схема в принципе рабочая. Но, присутствует завал усиления на частотах выше 10 кГц (генератор делаю для диапазона частот 20 Гц - 100 кГц). Путем подбора конденсатора C3 удалось снизить нелинейность АЧХ на частоте 100 кГц до определенного минимума, что-то около 10 процентов по шкале осциллографа при емкости C3=22 пФ. Ну, думаю, сейчас ООС увеличу, усилитель будет еще линейнее, заодно уменьшу Ку до 5, так как усиление по напряжению в 10 раз слишком много, задающий генератор выдает 3 вольта.

Уменьшил R4 до 150 кОм, и тут же получил высокочастотную генерацию на выходе К157УД1. Возбуждается даже с закороченным входом. Снова занялся подбором конденсатора C3, довел ее до 68 пФ и вернулся почти к той же неравномерности, что была в начале с емкостью 330 пФ и Ку 10, ну, может чуть меньшей чем изначально.

Не могу понять, почему при увеличении ООС усилитель возбуждается? Ведь глубокая отрицательная обратная связь должна делать его более устойчивым. Ходил с этим вопросом к Гуглю, но нашел только утверждения, что ОУ с глубокой ООС могут самовозбуждаться (что я и без гугля знаю уже), а описания механизма возникновения генерации не нашел. Может кто "на пальцах" пояснить причины происходящего? Заранее благодарю.

P.S. Грешил на емкостную нагрузку. Пробовал подключать кабель от осциллографа (щупа с делителем у меня нет) через резистор с сопротивлением в 470 Ом, самовозбуждение осталось.

**Alcest** · 19.11.2013, 04:18

Сообщение от Vovk

Автор утверждает, что для напряжений выше 2 В усилитель на ДА1 вообще не нужен

Да тут как... я с выпрямителями немного экспериментировал, до 1 вольта линейности никак не получается, как диоды не включай. 1 вольт, это треть от шкалы 3 вольта, а у меня готовый микроамперметр со шкалами на 30 и 10 вольт, да с шкалой децибел, от старого лампового ГНЧ, и аттенюатор от него же. Хочу их использовать не переделывая. Шкала у прибора практически линейная, у того ГНЧ на выходе до 30 вольт было, поэтому если просто диодами выпрямлять и усиливать, в начале шкалы вольтметр будет врать немилосердно.

Я по интернету поискал, оказалось, до меня уже все решили. Вот немного скорректированная схема. Оставлю предел "1В", перетянув входной делитель этого предела на 3 вольта. Я это дело сначала на макете смоделирую, посмотрю что выйдет.

**Сухоруков Сергей** · 19.11.2013, 11:19

Сообщение от Alcest

Но, как узнать АЧХ ОУ без ООС? Ориентироваться на графики из даташитов?

Разумеется, их для этого и приводят.

Сообщение от Alcest

Значит глубокая ООС приводит к сдвигу фаз на входах ОУ? Задержка зависит от скоростных характеристик операционного усилителя или определяется только коэффициентом обратной связи?

Задержка между входом и выходом ОУ есть всегда и определяется схемотехникой ОУ, его быстродействием. А вот сдвиг фаз зависит от частоты. Чем выше частота, тем больше фазовый сдвиг между входным сигналом и выходным, тем меньше так называемый "запас по фазе". Для устойчивости работы ОУ и небольшой величины выбросов на фронтах желательно, чтобы запас по фазе на верхней границе рабочего диапазона частот был бы около 60 градусов. Слишком большой запас по фазе обычно нежелателен из-за сужения рабочего диапазона, слишком маленький запас нежелателен из-за значительных выбросов на фронтах и возможного динамического подвозбуждения ОУ.

**Alcest** · 20.11.2013, 22:13

Сообщение от Сухоруков Сергей

слишком маленький запас нежелателен из-за значительных выбросов на фронтах и возможного динамического подвозбуждения ОУ.

Динамическое предвозбуждение, это возбуждение при подаче сигнала на усилитель? Было такое, когда пытался сделать коэффициент усиления равным 2. На экране осциллографа наблюдалось как размазывание максимумов синусоиды, на самых верхушках. Увеличил Ку и все как рукой сняло.

Спасибо всем помогавшим мне в теме. Макет генератора полностью готов, прекрасно работает и багаж теоретических знаний пополнился, что радует

Теперь займусь переносом схем на печатки.

P.S. Схема милливольтметра рабочая, показания линейны для напряжений ниже 1 вольта, только диоды в выпрямителе и в цепи ОС первого ОУ нужно подобрать с похожими ВАХ. Может пригодится кому.