Динамическая линейная макромодель ОУ

Эта модель имитирует работу ОУ для малого переменного сигнала, когда ОУ можно считать линейным устройством. Она позволяет оценить частотные и временные свойства ОУ и операционной схемы в целом. Как отмечалось в разд.2.3, количество перегибов в диаграмме Беде для АЧХ ОУ соответствует количеству полюсов его ПФ (количеству каскадов). Каждый полюс (каскад) может быть смоделирован эквивалентной схемой, представленной на рис.4.11. Вход и выход схемы связаны через источник тока, что обеспечивает их развязку (сигнал с выхода схемы не попадает на ее вход). ПФ этой цепи имеет вид

K(p)=S_KR_K/(l+pτ_K), (4.24)

где τ_K = C_KR_K - постоянная времени RC-цепи, К = S_kR_K – коэффициент усиления звена на постоянном токе. Полюс звена р_к = –l/τ_K имеет частоту f _PK = - p_K/2p = 1/2pτ_K. Если необходимо отобразить два полюса (два каскада), то таких звеньев должно быть два и т.д. Еще раз хо­телось бы отметить, что подобные звенья связаны одно с другим че­рез источники тока, что обеспечивает их развязку (однонаправлен­ность), т.е. сигнал передается только в одном направлении от входа первого звена к выходу последнего.

На рис.4.12 приведена динамическая модель ОУ, АЧХ которого имеет два полюса. Здесь S₁=K₁/R₁, S₂ = K₂/R₂, S₃ = K₃/R_вых., K₁, K₂, K₃ – коэффициенты усиления соответствующих звеньев, К₁К₂К₃=К_д.

Рис.4.12. Динамическая линейная макромодель ОУ

Обычно полагают, что коэффициенты K₁ = l и К₂ = 1. Это будет иметь место, если R₁ = - I/S₁ и R₂ = 1/S₂. Таким образом, все усиление ОУ возлагается на третье безынерционное звено, т.е. S₃ = К/R_вых.

При построении модели не учтены входная и выходная емкости ОУ, так как ими или пренебрегают, или относят их к емкостям источника сигнала и нагрузки.