Амплитудные (передаточные) характеристики ОУ представлены на рисунке 6.5 в виде двух зависимостей U_>вых=f(U_>вх) для инвертирующего и неинвертирующего входов.

Когда на обоих входах ОУ U_>вх=0, то на выходе будет присутствовать напряжение ошибки U_>ош, определяемое точностными параметрами ОУ (на рисунке 6.5 U_>ош не показано ввиду его малости).

Рисунок 6.5. АХ ОУ

Частотные свойства ОУ представляются его АЧХ, выполненной в логарифмическом масштабе, K_>u ОУ=φ(lg f). Такая АЧХ называется логарифмической (ЛАЧХ), ее типовой вид приведен на рисунке 6.6 (для ОУ К140УД10).

Рисунок 6.6. ЛАЧХ и ЛФЧХ ОУ К140УД10

Частотную зависимость K_>u ОУ можно представить в виде:

Здесь τ_>в постоянная времени ОУ, которая при M_>в=3 дБ определяет частоту сопряжения (среза) ОУ (см. рисунок 6.6);

ω_>в = 1/τ_>в = 2πf_>в.

Заменив в выражении для K_>u ОУ τ_>в на 1/ω_>в, получим запись ЛАЧХ:

На НЧ и СЧ K_>u ОУ=20lgK_>u ОУ0, т.е. ЛАЧХ представляет собой прямую, параллельную оси частот. С некоторым приближением можем считать, что в области ВЧ спад K_>u ОУ происходит со скоростью 20дБ на декаду(6дБ на октаву). Тогда при ω>>ω_>в можно упростить выражение для ЛАЧХ:

K_>u ОУ  = 20lgK_>u ОУ0 – 20lg(ω/ω_>в).

Таким образом, ЛАЧХ в области ВЧ представляется прямой линией с наклоном к оси частот 20дБ/дек. Точка пересечения рассмотренных прямых, представляющих ЛАЧХ, соответствует частоте сопряжения ω_>в (f_>в). Разница между реальной ЛАЧХ и идеальной на частоте f_>в составляет порядка 3дБ (см. рисунок 6.6), однако для удобства анализа с этим мирятся, и такие графики принято называть диаграммами Боде.

Следует заметить, что скорость спада ЛАЧХ 20дБ/дек характерна для скорректированных ОУ с внешней или внутренней коррекцией, основные принципы которой будут рассмотрены ниже.

Для скорректированного ОУ можно рассчитать K_>u ОУ на любой частоте f как K_>u ОУ=f_>T/f, а K_>u ОУ0=f_>T/f_>в.

На рисунке 6.6 представлена также логарифмическая ФЧХ (ЛФЧХ), представляющая собой зависимость фазового сдвига j выходного сигнала относительно входного от частоты. Реальная ЛФЧХ отличается от представленной не более чем на 6°. Отметим, что и для реального ОУ j=45° на частоте f_>в, а на частоте f_>T — 90°. Таким образом, собственный фазовый сдвиг рабочего сигнала в скорректированном ОУ в области ВЧ может достигнуть 90°.

Рассмотренные выше параметры и характеристики ОУ описывают его при отсутствии цепей ООС. Однако, как отмечалось, ОУ практически всегда используется с цепями ООС, которые существенно влияют на все его показатели.

Наиболее часто ОУ используется в инвертирующих и неинвертирующих усилителях. Упрощенная принципиальная схема инвертирующего усилителя на ОУ приведена на рисунке 6.7.

Рисунок 6.7. Инвертирующий усилитель на ОУ

Резистор R_>1 представляет собой внутреннее сопротивление источника сигнала