Способы обеспечения устойчивости

Из сказанного следует, что если фазовые сдвиги петли обратной связи в полосе частот от 0 до не достигают 180°, глубина отрицательной обратной связи в усилителе может быть сколь угодно большой без опасности его самовозбуждения. Отсюда надежной, но редко выполнимой практически мерой обеспечения устойчивости усилителя с отрицательной обратной связью является недопущение в цепи βК фазовых сдвигов, пре­вышающих 180°.

Если указанное условие невыполнимо, для уменьшения воз­можности самовозбуждения усилителя следует:

а) охватывать обратной связью возможно меньшее количе­ство каскадов, так как это уменьшает сдвиг фазы петли обрат­ной связи;

б) применять в охваченных обратной связью каскадах схемы межкаскадной связи, дающие малые фазовые сдвиги.

Количество каскадов, охватываемых обратной связью, зависит от её назначения в проектируемом усилителе. Если обрат­ную связь применяют для изменения входного или выходного сопротивления усилителя, достаточно ввести её только во входной или выходной каскад соответственно. Если обратную связь используют для снижения коэффициента гармоник усилителя, ею достаточно охватить только оконечный каскад при условии, что коэффициент гармоник предоконечного каскада является допустимым.

Однако при необходимости введения глубокой связи в указанных случаях нередко приходится охватывать два или даже три каскада, так как при введении её в один каскад или не удаётся получить нужную глубину связи, или необходимое входное напряжение охваченного каскада оказывается настолько большим, что не может быть обеспечено предыдущим каскадом.

При использовании отрицательной обратной связи для повышения стабильности усилителя ею приходится охватывать все каскады. При этом в петле обратной связи может ока­заться много каскадов и обеспечение устойчивости усилителя при глубокой связи станет затруднительным или даже невозможным. В этом случае вместо одной петли обратной связи, охватывающей весь усилитель, можно ввести две или больше независимых петель, каждая из которых охватывает только часть усилителя.

Из рассмотренных выше схем межкаскадной связи наилучшей для использования в усилителях с отрицательной обратной связью является резистивно-ёмкостная, так как она даёт небольшие и плавно изменяющиеся фазовые сдвиги, не превышающие 90° на каскад. Поэтому один реостатный каскад, охваченный частотно независимой отрицательной связью, оказывается устойчивым при любой глубине связи, так как сдвиг фазы в цепи βКпри этом не может превысить 90°. Два резисторных каскада, охваченные частотно независимой отрицательной связью, теоретически устойчивы также при любой глубине связи, так как, несмотря на то, что в этом случае сдвиг фазы цепи βК при ω→ ∞ стремится к 180°, βК при этом обращается в нуль вследствие падения до нуля коэффициента усиления усилителя. Однако на практике из-за дополнительных фазовых сдвигов, вызываемых паразитными связями и цепями питания, двухкаскадный реостатный усилитель при глубокой отрицательной связи может возбудиться.

Подытоживая сказанное, можно сделать следующие выводы:

введение цепи ОС может изменять основные параметры усилительногоустройства как количественно, так и качественно;

введение цепей ООС и ПОС, как правило, имеет противоположное воздействие на параметры усилителя;

выбором коэффициента передачи цепи ПОС можно добиться получения отрицательных значений входного и выходного сопротивлений усилителя;

способы введения и снятия сигналов ОС могут влиять на характер воздействия обратной связи на параметры усилителя.

Дополнительно следует отметить, что если в качестве элементов цепи ОС использовать частотно-зависимые четырехполюсники, можнополучить требуемое воздействие на параметры усилителя только в заданном частотном диапазоне изменения входного сигнала.

Все сказанное показывает, что введением различных цепей ОС можно в значительной мере изменять свойства усилительного устройства, что открывает широкие возможности для направленного синтеза устройств с заданными характеристиками.