Влияние внутренней обратной связи на устойчивость одноконтурного урч.

Наличие обратной проводимости Y₁₂ в уравнении, описывающем работу электронного прибора, говорит о присутствии внутренней паразитной обратной связи в электронном приборе, что ставит вопрос об устойчивости УРЧ в целом.

Крайним проявлением неустойчивой работы УРЧ является его самовозбуждение. При проектировании УРЧ задаются определенным запасом по устойчивости УРЧ. Этот запас выражается в дополнительном изменении параметров УРЧ за счет наличия обратной проводимости, например, говорят о 10 % дополнительном изменении параметров УРЧ при значительных колебаниях обратной проводимости Y₁₂.

Чем больше коэффициент усиления УРЧ, тем меньше его устойчивость, поэтому необходимо решить задачу определения максимально допустимого коэффициента усиления УРЧ исходя из заданной степени устойчивости усилителя.

    

                 для полевых транзисторов пренебрегают G₁₂

     

           

Рассмотрим эквивалентную проводимость 1-го контура:

 и  - активные составляющие Y₁₁ и Y_вх.ос

 - часть , которая не зависит от внутренней ОС

  

Активная составляющая входной проводимости, обусловленная действием ОС зависит от обобщенной расстройки и от аргументов прямой и обратной проводимости.

Введем понятие коэффициента устойчивости:

Если внутренняя ОС отсутствует, то К_уст = 1 и усилитель является абсолютно устойчивым. В зависимости от знака функции  проводимость G_вх.ос может быть как положительной так и отрицательной. Если G_вх.ос < 0, то потери в 1-ом контуре уменьшаются и можно говорить о ПОС, при этом К_уст < 1. Если  настолько велика, что выражение в числителе для коэф-та устойчивости превращается в 0 и коэф-т устойчивости равен 0, то потери в контуре отсутствуют, следовательно любое возникающее в контуре колебание играет существенную роль, имеет место самовозбуждение усилителя. Если G_вх.ос > 0 имеет место ООС и К_уст>1. При проектировании усилителей важно учесть степень отклонения усилителя от абсолютно устойчивого режима, независимо от того, какая при этом реализуется ОС – ОС или ПОС.

  Важным является анализ модуля:         

Если задан коэф-т устойчивости, то для реализации усилителя с заданной степенью устойчивости используем следующее условие:

Исходя из полученного условия можно определить коэф-ты включения транзистора во второй контур.

чтобы избежать сложных вычислений при определении  вместо  в формулу подставляем ее максимальное значение, равное 0.5. В этом случае полученное значение  будет несколько меньше, чем для обеспечения требования устойчивости, следовательно реализованный усилитель будет иметь несколько большую устойчивость, чем задано.

Выразим  через коэффициент усиления усилителя и подставим это выражение в формулу, определяющую устойчивую работу усилителя.

    

считаем Y₂₁=Y₂₁₀

Считая К_{уст зад} = 0.9:    

- мера активности усилительного прибора. Чем А выше, тем больший коэффициент усиления можно реализовать на данном усилительном приборе. При проектировании усилителей найденный коэф-т усиления (режим мах. усиления или режим согласования) обязательно проверяют по условию устойчивости. Если это условие не выполняется, то возникает задача повышения устойчивости усилителя. Вновь проводят расчет УРЧ.

 

Повышение устойчивости УРЧ

    Существует 2 подхода:

1) пассивный подход: коэф-т усиления снижают до тех пор, пока не будет выполнено условие устойчивости. Одним из вариантов снижения коэф-та усиления – это выбор  в соответствии с условием обеспечения устойчивости, который получится выше. После выбора нового значения  необходимо скорректировать значение , чтобы обеспечить эквивалентную проводимость 2-го контура.

Если и  найдены по приведенным формулам, то усилитель работает в режиме ограниченного усиления.

2) активный подход: в этом случае проектируют схему так, чтобы уменьшить влияние внутренней ОС на работу усилителя. Одним из вариантов реализации этого подхода является введение в усилитель дополнительной ОС, которая компенсирует действие внутренней ОС. Недостатком такого подхода является «узкополосность решения», кроме того такой подход требует индивидуальной регулировки схемы под конкретный экземпляр усилителя.

Более перспективным является повышение устойчивости путем каскадного соединения усилительных приборов.

                 УП_Σ

Если выход предыдущего усилительного прибора по переменному току непосредственно подключен ко входу последующего усилительного прибора, то можно показать, что А эквивалентного прибора больше активностей составляющих усилительных приборов.

Наиболее часто используется каскадное соединение транзисторов, при котором 1-ый усилитель включается с ОЭ, а второй с ОБ. Такая схема обеспечивает большой К_Р, широкую полосу рабочих частот и относительно небольшой К_Ш, поэтому такая схема широко используется в преселекторах, получила название каскодной.

R_б12 и R_б22 образовывают базовый делитель для VT2. С_бл обеспечивает подключение базы VT2 к общей шине по переменному току.