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.