Обратная связь по току в сравнении с обратной связью по напряжению (2025)

© Род Эллиотт, август 2021г.

Введение

Для подавляющегобольшинствараспространённыхоперационных усилителей(ОУ)и усилителей мощности применяетсяобратнаясвязь по напряжению(ОСН). Обратная связь по току (ОСТ) была обычным явлением для ранних усилителей мощности (чаще всего с однополярнымпитанием), а также применялась в ламповых усилителях мощности. В этой статье рассмотрим различиямежду ними, во многих случаях на удивление незначительные. Несмотря на термин «обратная связь по току», в цепиобратной связи (ОС) всегда присутствует напряжение и по этой причинеряд авторов оспаривают термин «обратная связь по току». В большинстве случаев они неправы и ОУс обратной связью по току (хотя и нечасто) обеспечивают некоторые существенные преимущества.

Обратная связь по току также обеспечивает некоторые преимущества для усилителей мощности. Однако,есть один момент, на которую усилители с ОСТне рассчитаны — это необходимость в высокойточностиподдержания режима по постоянномутоку.Такое редко является серьёзнойпроблемой всхемахна ОУ сОСТ, но представляет собой существенный недостаток ваудиоусилителяхмощности, что и явилось однойиз главных причин, по которой они вышли из моды. Почти во всехусилителяхмощности с ОСТмежду усилителем и нагрузкой (динамиком) применяетсяконденсаторнаяразвязка, потому что смещение нуля по постоянномутокусложно минимизировать.

Важно понимать, что существует два совершенно разныхопределения обратной связи по току.

Первое — когда усилитель предназначен для питания нагрузки постояннымтоком(трансимпедансный усилитель),или же использует сочетаниеобратной связи по напряжению и току для получения заданного выходного сопротивления, значительно превышающего«идеальное» нулевоесопротивление.Примеромнамеренно увеличенного выходногосопротивления,позволяющего динамику возможность «делать своёдело», как и ожидается от гитарного усилителя,является усилитель по Проекту №27. Токовоеуправление в таком виде применяется также вревербераторахи со многими другими индуктивными преобразователями.

Второе определение применимо к усилителю по Проекту №37(DoZ Preamp) и Проекту №217«Практичный маломощный усилитель». В этих случаях примененатоковая обратная связь на инвертирующий низкоимпедансный вход. В отличие от усилителя с ОСН, оба входа которого высокоомные, в схеме с ОСТимпедансы инвертирующегои неинвертирующеговходов существенно различаются.

Усилитель с ОСТжертвует характеристиками смещения по постоянномутокуради широкой полосы пропускания и (обычно) гораздо большего запаса по фазе при замыкании петли обратной связи. Полоса пропускания усилителя с ОСТопределяется f_tтранзисторов (и, возможно, ёмкостьюМиллера [преобладающий полюс]), но в такой схемедоминирующее влияниеоказываетсопротивление резистора обратной связи,почти всегда имеющеесравнительно низкое значение. В отличие от схемы с ОСН, применениерезисторов одинакового номинала для обоихвходов не улучшает смещение по постоянномутоку, а наоборот, ухудшает его!

Обратная связь по напряжению в сравнении собратной связью по току

Бо́льшая часть литературыпо усилителяммощностии ОУс ТОСсосредоточена на продвинутой математике и, как правило, является чисто аналитической, ане простой интерпретацией внутренних процессов. Ниже приведенпрекрасный пример, включая «эквивалентные схемы», которые (ИМХО) не очень полезны для новичков и даже не имеютособой пользы для кого-либо, кроме академического специалиста в этой области. Это касается не толькоменя и я сомневаюсь, что это касаетсямногих моих читателей.

Ниже приведена цитата из отчётаTI по заявке [1]:

Идеальная модель ОУс ОСН— это мощный инструмент, помогающийпонять базовую работу ОУс ОСН. Существует также идеальная модель для ОУс ОСТ. На рис.1A показана идеальная модель ОСН, а на рис.1B — идеальная модель ОСТ.

Рис.1Идеальные модели обратной связи по напряжению и по току

В ОУс обратной связью по напряжению:

где:(V_e=V_p-V_n) — напряжение ошибки,

a — коэффициент усиления по напряжению сразомкнутым контуром обратной связи.

В ОУс обратной связью по току:

где:i_e— ток ошибки,

Z_t— коэффициент трансимпедансного усиления в разомкнутом контуре усилителя.

Усилитель, на выходекоторого имеетсянапряжение, зависящее от входного тока, называется трансимпедансным, поскольку передаточная функция равна импедансу.

Приведённыевыше формулы также взяты из отчётапо применению от TI, а рис.1 взятиз того же документа. Хотя утверждается, что «идеальные модели» являются «мощным» способом понимания работы, это, вероятно, предметдля споров, особенно неинженерами. Формулы для реальных применений, как правило, также бесполезны и, хотя в литературе, цитируемой в ссылках, можно найти гораздо больше формул, большинство из них мало полезны для чего-либо, кроме теоретического понимания. Как всегда, я сосредоточусь на практических примерах, все из которых были смоделированы для получения результатов, заявленных для каждой схемы,.

Для обоих типов ОУ обратная связь применяется одинаково (по крайней мере, внешне). Оба могут работатькак в инвертирующем, такивнеинвертирующем режиме, нономиналы резисторовобратной связи для ОУс ОСТобычно имеют гораздо меньшие значения. Винвертирующейконфигурации это означает, что входное сопротивление намного ниже, чем для ОУс ОСНи его значениередко превышает 1кОм. В ОУс ОСНобратная связь приводит к нулю напряжениеошибки (насколько это возможно), в то время,как в ОУ с ОСТона приводит к нулю токошибки.

Достичь нулевого значения ошибки напряжения или тока фактически никогда не представляется возможным, ночтобы получить ответ, в любом случае бесполезный(в основном из-за допусков номиналов резисторов, часто являющихся доминирующим источником ошибок),удобнее просто предположить ноль, чем бороться с формулами. В любой схеме с высоким коэффициентом усиления эта погрешность очень мала. Например, если схема без обратной связи имеет коэффициент усиления 60 дБ (×1000), то ошибка составляет 1 мВ/В. Большинство ОУ(включая типы с обратной связью по току) имеют коэффициент усиления без обратной связи до 100 дБ (×100 000), поэтому ошибка ближе к 10 мкВ/В. Попытка включить это в общие формулы обратной связи бессмысленна, потому что обычные резисторы будут обеспечивать гораздо большую погрешность, если только не имеют очень малый разброс, по крайней мере 0,01%, а желательно илучше. При использовании обычных резисторов с допуском 1%,любая ошибка, вносимая из-за конечного усиления, минимальна. Это предполагает, что коэффициент усиления при разомкнутой цепи обратной связисущественнобольше коэффициента усиления при замкнутой цепиобратной связи, гарантируя, чтокоэффициент усиления определяется именно компонентами обратной связи, а не усилительным каскадом.

Если усилительный каскад имеет коэффициент усиления с разомкнутой цепью×100 и настроен на коэффициент усиления ×10 с замкнутой обратной связью, то коэффициент усиления составит 9,1, что является существеннойошибкой. Чтобы получить точность порядка1% от требуемого коэффициента усиления (×10), коэффициент усиления с разомкнутой цепьюдолжен быть не менее ×1000 (коэффициент усиления с замкнутой цепью =9,9, ошибка = 1%). При коэффициенте усиления разомкнутой цепи ×10 000 (80 дБ) коэффициент усиления составит 9,99, а ошибка при этом всего 0,1%. Эти критерии применяются независимо от того, настроен ли усилительный каскад на обратную связь по напряжению или же по току. Усилительныйкаскадзначенияне имеет.

Обратная связь по напряжению

На схеме, приведенной ниже,показантипичный ОУс ОСН, в данном случае µA741 (или половина сдвоенного1458). Входы ведут ктранзисторам Q1 и Q2, являющимися эмиттерными повторителями в каскоде с Q3 и Q4,образуя усилительошибки. Оба входа имеют высокий импеданс, а полоса пропускания почти полностью определяется доминирующим полюсом конденсатораёмкостью 30 пФ. Вкачестве коллекторной нагрузки входногокаскадаслужит токовое зеркало (Q5, Q6 и Q7).

Q17, Q18 — это каскад усиленияпо напряжению(VAS), для улучшения линейности использующийQ13 в качестве постоянной токовой нагрузки коллектора. Схема существенно отличается от большинства усилителей мощности, хотя принципы её работы практически идентичны. Выходной каскад (как и ожидалось) рассчитан на гораздо меньший ток. Обратная связь идётот выхода к клемме «-In» и применяется точно так же, как и в любомдругоммикросхемном ОУ. R_in=10 кОм, R_fb1=10 кОм, R_fb2=5 кОм с C_fb=22 мкФ (частота при таких номиналах составляет 1,45 Гцпо уровню -3 дБ).

Рис.2Типичный операционный усилитель с обратной связью по напряжению (μA741)

Вместо того, чтобы «изобретать» в качестве примера схему,я решил использовать μA741. Это ни в коем случае не быстрое устройство, с заявленной скоростью нарастания всего 0,5 В/мкс и полосой пропускания единичного усиления всего 1 МГц. Я применилего здесь просто потому, что это один из немногих ОУс (более или менее) полной схемой. Он также поучителен сам по себе и достоин анализа (вами, а не мною).

Хотя показан ОУ с ОСН, дискретный ОУс ОСТ собирать не нужнои разумный подход состоит в примененииимеющегося под руками,если есть желаниепоэкспериментировать. µA741 может не подходить для использованя с любымполезнымвысокочастотнымсигналом, но это хорошая отправная точка.

Обратная связь по току

Следующая схема предназначена для ОУс ОСТ, использующего обычные легкодоступные транзисторы. Я применил не коммерчески доступную схему, а ту, на которую широко ссылаются в сети. Входной каскад («+In»)представляет собой буфер, на комплементарныхэмиттерныхповторителях. Обратная связь прикладывается к эмиттерам Q3 и Q4, являющимисяв схеме точкой с низким импедансом. Хотя обратная связь применяется таким же образом (резистор обратной связи от «Out» до «-In» (R_fb1) и со вторым резистором от «-In» кземле— R_fb2), применяемые резисторы будут иметь гораздо меньшие значения, чем те, что использовались быдля ОУс ОСН, обеспечивающего такое же усиление.

Рис.3Типичный операционный усилитель с обратной связью по току

При замыкании петлиобратной связи (1 кОм, 500 Ом, 220 мкФ и R_inкак 10 кОм относительно земли) смещение по постоянномутокусоставляет 32 мВ и существенно не меняется,независимо от сопротивления от «+In» до земли. При номиналах от 100Ом до 22 кОм оно остаётсямежду 31 и 32 мВ. Легко понять, почему утверждается, что ОУс ОСТне рекомендуются применять там, где важны характеристики смещения по постоянномутоку. Обратите внимание, что схема полностью сбалансирована (поскольку транзисторы NPN и PNP можно считать «равными, но противоположными»), однако смещение по постоянномутокувсе ещёужасно.

Частота L_Fпо уровню -3 дБ по-прежнему составляет 1,45 Гц. Частота H_Fпо уровню -3дБсоставляет более 10 МГц, а высокосигнальный пиковый отклик, равный 8 В (5,7В RMS) доступен на частоте до 5 МГц (при искаженияхменее 2%). Если R_fb1уменьшить до 500 Ом, а R_fb2— до 250 Ом, частота по уровню -3 дБ увеличится до 28 МГц! Обратите внимание, что это единственное изменение. Ширина полосы пропускания обратно пропорциональна сопротивлению обратной связи, поэтому при уменьшении R_fb1ширина полосы пропускания увеличивается. Даже если коэффициент усиления увеличивается с трёхдо шести (R_fb2при 100 Ом), ширина полосы пропускания все равно увеличивается до 23,5 МГц. Именно здесь схема с ОСТпревосходит всё иное. Даже без компенсирующего конденсатора (что необходимо длясхемыс ОСН) ОУпорис.3 остаётсястабильным при любом желаемом коэффициенте усиления — по крайней мере, в симуляторе. Реальная жизнь, конечно, отличается, но поигравшись недавно с небольшим усилителем мощности с ОСТ, я знаю, что добиться необычайновысокочастотных характеристик довольно легко. В основном необходимо включить компенсирующий конденсатор, хотя бы для того, чтобы предотвратить усиление схемой радиочастот или генерацию из-за паразитной ёмкостиот выхода ковходу (обычно требуется всего несколько пФ).

Хотя балансные схемы с ОСТимеют немного лучшие характеристики по постоянномутоку, чем схемы с однотранзисторным входом, они всёравно посредственны. Схема на рис.3 упрощена по сравнению с версией, которую можно увидетьв другом месте (включая две ссылки), но она все ещёнесколько «чрезмерна» для тех, кто хочет поигратьсяс этой идеей, поэтому ниже показана более простая версия. Схема на рис. 4на самом деле уже давно находится на веб-сайте ESP как предварительный усилитель DoZ (Проект №37), но без выходного буферного каскада.

Рис.4Операционный усилитель DoZ с обратной связью по току(модифицированный Проект №37)

Как и ожидалось, её параметрыне могут сравниться со схемой на рис.3. При наличии только одного входного транзистора смещение по постоянномутокувелико и для его уменьшения до чего-то «разумного» (±50 мВ или около того) необходим VR1. Для удобства сравнения он установлен на тот же коэффициент усиления (×3), что и на рисунках 2 и 3. Симулятор заявляет -3 дБ на частоте 10 МГц (без необязательного C3) и на основании проведенных мной тестов это, вероятно, верно, но не с полным уровнем выходного сигнала. Легко получить 5,5 В RMS на частоте 100 кГц и для такого простого усилителя это достойно. Обратите внимание, что добавленвыходной буферный каскад, чтобы схема не испытывала проблем с низкоимпедансными цепями обратной связи. В этом не было необходимости висходном Проекте №37.

Амплитудно-частотная характеристика

Интереснаамплитудно-частотная характеристика обеих схем.Операционный усилитель с ОСН — это µA741, показанный на рис.2, в которомединственное, что было изменено — это резисторы обратной связи. Соотношениев каждом случае было 2:1 (R_fb1/R_fb2), а график откликабыл построен от 10 кГц до 100 МГц. Хотяпо сравнениюс ОУОСНможно отметитьнекоторые изменения, они незначительны. Фактически они настолько малы, что кривые идеально накладываются друг на друга и их невозможно разделить, но на графике присутствуют все четыре. Обратите внимание, что в обоих случаях (ОСНи ОСТ) отклик является теоретическим и обычно применяется только при низких уровнях сигнала.

Рис.5АЧХоперационного усилителя с ОСН по рис. 2

Напротив, еслив схеме ОУс ОСТ(схема порис.4без C3) меняются резисторы обратной связи, то изменение отклика очень очевидно. Больше ничего не менялось — только резисторы обратной связи и всегда с соотношением 2:1 (R_fb1и R_fb2соответственно). По мере уменьшения сопротивления обратной связи увеличивается полоса пропускания. Для всех ОУс ОСТэто совершенно нормально и обычно включено в техническое описание в виде графиков,что позволяет легко контролировать частотную характеристику, просто выбирая значение R_fb1, при этом R_fb2устанавливает усиление.

Рис.6АЧХоперационного усилителя с ОСТ по рис. 4

Для обеих схемятакже измерил время нарастания и спада. Операционный усилитель с ОСН(μA741) справился с нарастанием и спадом 0,54 В/мкс, в то время,как ОУс ОСТ был намного быстрее, со временем нарастания 52 В/мкс и очень быстрым временем спада = 329 В/мкс. Оба эти результата были получены при R_fb1номиналом2 кОм, поэтому для ОУс ОСТэто, возможно, пессимистично, но, как показывает частотная характеристика, не имеет заметного значения для версии с ОСН. Во всех операционных усилителях с ОСН скорость нарастания определяется доминирующим полюсом конденсатораи обратная связь этого не меняет. Без C3 (10пФ) ОУ с ОСТ, если для R_fb1применяется резистор номиналом 2кОм,демонстрирует звон. Добавление C3 снижает скорость нарастания до 12 В/мкс на нарастаниии 55 В/мкс на спаде.

Рис.7Переходная характеристика операционного усилителя с ОСТ по рис. 4

Время нарастания и спада для ОУс ОСТпорис.4показано выше. На графике показанвыходной отклик по сравнению совходнымсигналоми чёткоочевиден звон. График был снят без C3 (10 пФ), чтобы продемонстрировать поведение в «наихудшемслучае». Звон можно предсказать по частотной характеристике (коричневая кривая, 2k для R_fb1), которая показывает пик 5 дБ на частоте около 15 МГц. Обратите внимание, что время нарастания и спада входного сигнала составляет 5 нс, что легко получить в симуляторе, но в реальной жизни немного сложнее.

Скорости нарастания отличаются из-за транзистора VAS (Q4). Он может включаться очень быстро, поэтому время спада короткое, но для повторного выключения требуется больше времени из-за времени рассасывания носителей в базесамого транзистора. Ситуацияухудшается, еслитранзистор доводится до насыщения (минимальное напряжение коллектора). Еёможет улучшитьтранзистор, специально разработанный для работы на высоких частотах (например, ВЧ-транзистор). Более широкая полоса пропускания увеличит пик отклика, поэтому компенсация становится не опцией, а необходимостью.

Ещёодним важным отличием является коэффициент усиления при разомкнутой цепиОС. Он измеряется с наличием только резистора обратной связи по постоянному току (R_fb1) с «бесконечно большой» ёмкостьюот инвертирующего входа до земли. Это легко сделать в симуляторе, но несколько сложнее на рабочем столе (мягко говоря). Обычно применяемая ёмкостьбудет превышать 1 Ф (да, однуфарадуили даже больше).

Я также смоделировал TL072, у которого скорость нарастания составляет 13 В/мкс. Как и µA741, он показал почти идентичный отклик при изменении резисторов обратной связи при сохранении тех же соотношений. Я изменял R_fb1от 2 до 100КоМ, а R_fb2от 1до 50кОМ. Верхняя частотав симуляторе по уровню -3 дБ осталась на уровне 1,3 МГц, что согласуется с техническим описанием. На этой частоте обратная связь практически отсутствует, поскольку усилениемикросхемыисчерпывается(согласно техническому описанию, полоса пропускания единичного усиления составляет 3 МГц). Этого и следовало ожидать, поскольку серия TL07x не была разработана для работы на высоких частотах.

Для схемы с ОСНусиление µA741 без обратной связи достигает 107 дБ на низкой частоте, но снижается на 3 дБ всего на 5 Гц и спадает на 6 дБ/октаву. Усиление на 100 кГц снижается до 21 дБ. Напротив, даже простая схема с ОСТ(рис.4) имеет коэффициент усиления без обратной связи 80 дБ на низких частотах, 74 дБ на 7 кГц и 57 дБ на 100 кГц. Операционный усилитель с ОСТпорис.4имеет немного более высокий коэффициент усиления на низких частотах (87 дБ), которыйспадает позже (на 14 кГцпо уровню -3 дБ). На 100 кГц он все ещёимеет коэффициент усиления 70 дБ. Это было смоделировано с резисторомобратной связи номиналом 2 кОм (R_fb1).

Можнозадаться вопросом, почему коэффициент усиления без обратной связи представляет какой-либо интерес. Он позволяет определить, какая обратная связь применяется на любой заданной частоте. Если ожидается, что аудиопредусилитель (или усилитель мощности) будет иметь усиление 30 дБ, то усиление с разомкнутой петлёй ОСна частоте 20 кГц составит всего (скажем) 34 дБ (спад на 6 дБ/октаву от 100Гц до 20 кГц), тогда будет доступно только 6 дБ обратной связи, тогда как на частоте 100 Гц может быть 80 дБ (например). Способность обратной связи уменьшать искажения серьёзноподрывается столь малым резервом усиления. В результате искажения увеличиваются (как и следовало ожидать).

Многие жалуются, что обратная связь увеличивает амплитуду гармоник высшего порядка, но не понимают, что обычно это совсем не так¹. Да, может показаться, что высшие гармоники тревожно растут, но это потому, что на этих частотах недостаточно усилениядляэффективнойобратнойсвязи. Обычно дело не столько в том, что увеличиваютсягармоники, сколько в том, что если недостаточно обратной связи,они не подавляются. Чтобы обратная связь была эффективной, еёдолжно быть много, а схема, чтобы гарантировать, что обратная связь остаётсяэффективной в максимально широком диапазоне частот,должна иметь достаточную полосу пропускания с разомкнутымконтуром. С обратной связью по напряжению это сложнее из-за необходимости применения конденсатора доминирующего полюса. Однако,с любым доступным в настоящее время высококачественным ОУэто редко является проблемой, если только от одного каскада не ожидаетсяусиления (скажем) ×100 (40 дБ).

___________________

¹В некоторых случаях обратная связь может увеличить уровень гармоник,что рассматривается в статье «Искаженияи обратная связь».В большинстве случаев это возможно только при использовании схем, разработанных для демонстрации эффекта, что при рассмотрении схем «реального мира» бесполезно.В большинстве традиционных конструкций увеличение уровнягармоник происходит только из-за уменьшения обратной связи на высоких частотах.

Улучшение параметровпо постоянномутоку

Плохие параметрыусилителяс ОСТпо постоянномутоку (будь то усилитель мощности или малосигнальный усилитель) можно улучшить, применяя следящую обратную связь попостоянномутоку. Это всегда будет ОУ с ОСН, выбранный за его низкочастотностьи хорошие параметры попостоянномутоку. При правильной настройке он не окажет никакого влияния на звук. Схемы следящих системпо постоянномутокуподробно описаны в статье «Следящие системыпостоянного тока — советы, ловушки и применение». На рис.8показана модифицированная версия схемы по рис.4, в которой подстроечный резистор удалёни заменёнследящей системой (U1, R9, R10, C2 и C3). Выходной конденсатор не применяется.

Рис.8Операционный усилительс ОСТ со следящей системой по постоянномутоку

При добавлении следящей системыпо постоянномутокувыходное смещениеуменьшается до наихудшего напряжения смещения ОУ, но также определяется входным током смещения. Для большинства «обычных» операционных усилителей смещение должно быть менее ±2 мВ и,если нужно ещё меньше, можноприменить «экзотический» ОУ. В идеале ОУбудет иметь входы на канальных полевых транзисторах, поэтому ёмкостьв отрицательной обратной связи следящей системы(C2) поддерживается на разумном уровне. Свыхода следящей системы смещение по постоянномутокубудет минимизировано, даже если изменится температура схемы (особенно Q1), что невозможно при применении подстроечного резистора. Конечно, следящие системыне лишены своих собственных проблем, но в этой схеме нет ничего, что могло бы создать какие-либо трудности.

Следящая системадействительно оказывает некоторое влияние на параметрына очень низких частотах, но поскольку схемы с ОСТ обычно применяются для получения хороших высокочастотных характеристик, это не должно вызывать ухудшения. Я предлагаю также прочитать статью «Следящие системыпо постоянномутоку», т.к.в ней подробно описано, как это работает. Если нужны хорошие характеристики по постоянномутоку, то следящая системаможет быть примененаклюбомуусилителю с ОСТ. Симулятор утверждает, что смещение по постоянномутокубудет порядка 130 мкВ, что примерно соответствует моим обычным ожиданиям.

Все следящие системы имеют время установления, определяемое постоянной времени фильтра. При 1 МОм и 1 мкФ, как показанона рисунке, постоянная времени составляет 1 с, но обычно требуется как минимум вдвое больше, прежде чем выходное напряжение приблизится к нулю. Чтобы избежать шума, если он вызовет проблемы (обычно «стука») при включениипитания, необходима схема приглушения.

Это не может быть правдой. Может ли это быть правдой?

Есливы привыклисмотреть на спецификации ОУ с ОСН, то вас можно простить, еслиполагаете, что идея ОУ, работающего на частотах до сотен МГц, не может быть правильной. Не так много лет назад это былобы правдой, поскольку ОУ с ОСТстали доступнымитолько в 1990-х годах. Они остаются нишевым продуктом и большинство людей никогда их не применяли и не экспериментировали с ними. Как я уже упоминал выше, моднобыло построить какой-то один на основе пары проектов ESP, не осознавая этого. Однако,они никогда не предназначались для использования на радиочастотах и от внимания могли ускользнуть тонкости.

Рис.9Амплитудно-частотная характеристика THS6012в зависимости от сопротивления обратной связи

Приведенныйвыше графикадаптирован из спецификациинадифференциальныйлинейныйдрайвер THS6012 с ОСТ, специально разработанныйдля модемной связи ADSL (котораятеперь стал далёкимвоспоминанием, поскольку стал доступным кабельный или оптоволоконный широкополосный доступ). В 2001 году TI прислала мне набор ОУ с ОСТдля оценки в качестве драйверов наушников. Вэтой ролипреуспелTHS6012, но, к сожалению, он был доступен только в корпусе SMD и его было очень трудно монтировать на печатную плату, поскольку снизукорпуса имел площадкудля подпаивания к радиатору.

Я провёлсним много тестов и он был действительно превосходен, хотя низкое входное сопротивление и требования к радиатору сделали его мало пригодным для использования в проекте. Это позор, поскольку его параметры былиобразцовыми, но корпус делал его непрактичным.

Выводы

Я намеренно опустил сложные формулы, которые можно применять для математического анализа этих схем. Большинству читателей это будет не интересно, а для тех немногих, кто захочет провести подробный анализ, в ссылках есть всёнеобходимое. Как и во многих ссылках, возможно, могут быть ошибки — очень сложно гарантировать, что все детали абсолютно верны и быстро обнаружится, что схема порис.4использовалась в качестве «золотого стандарта» для ОУс ОСТ. Существуют и более сложные версии, но это уже довольно сложная схема (я определённоне собираюсь еёреализовывать).

По большей части ОУсОСТдля большинства любителей останутся диковинкой, если только они не работают с радиочастотами. Радиочастоты (и видео) легко обрабатываются многими легкодоступными ОУс ОСТ.Не редкостью является частотная характеристика свыше 300 МГц, со скоростью нарастания 1 кВ/мкс или даже более. Они специализированы, но даже «обычные» ОУ с ОСТспособны работать в полосе пропускания 100 МГц (при низких уровнях выходного сигнала). Усилители мощности — это другое дело. «Практический» усилитель (для изучения того, как работают усилители мощности), использующий ОСТ,опубликован,как Проект №217.Он не может достичь полосы пропускания в мегагерцы, но это ограничение для обеспечения стабильности было введено намеренно. Есть несколько других усилителей мощности, использующих обратную связь по току, включая Проект №36(DoZ) и его предусилитель Проект №37.

Как отмечалось во введении, чтобы различать два типа обратной связи по току, нужно быть осторожным. Проект№27(гитарный усилитель) также использует обратную связь по току, но для контроля выходного тока и соответствующей регулировки усиления. Сам усилитель использует схемус ОСН, перестроенную для обеспечения обратной связи по току. Эти два типа очень разные хотя поначалу это может вызвать небольшую путаницу. Чтобы ещёбольше усложнить ситуацию, довольно просто перенастроить «истинный» усилительс ОСТ(через цепь обратной связи) для обеспечения определённоговыходного тока, что, как я полагаю, сделало бы его усилителем «токовая ОС — токовая ОС»!

Ссылки

1. Voltage Feedback Vs Current Feedback Op Amps Application Report - Texas Instruments (SLVA051)
2. Voltage feedback v/s Current feedback operational amplifier using BJT and CMOS - Shruti Jain (Jaypee University of Information Technology)
3. In Defense Of The Current-feedback Amplifier - Sergio Franco (EDN)
4. OPA684 Datasheet (TI)
5. Project 37(ESP)
6. High Speed Amplifiers in Audio(ESP)

Оригинал статьи

Теги:

• ОУ
• Обратная связь
• Перевод