Классификация РПУ по назначению, рабочему диапазону частот, характеру обрабатываемых сигналов и другим признакам, страница 11

Это позволяет настраивать каскад на режим характеристического согласования. При этом проигрыш будет не велик.

5. Поэтому условием  целесообразно пользоваться на относительно низких и средних частотах (соизмеряя частоту с граничной частотой транзистора).

Влияние обратной связи на частотно-селективные свойства усилителя с ОЭ.

Устойчивость – свойство каскада или устройства сохранять свои характеристики при действии дестабилизирующих факторов и слабо контролируемых обратных связей. Под устойчивостью понимается стабильность. Например, возьмем коэффициент передачи. Хотелось бы, чтобы , а на самом деле:  . Наша задача: не выйти за пределы . В этом и заключается устойчивость.

Причины возникновения обратной связи.

1. Через внутреннюю проводимость транзистора или другого усилительного элемента.
2. Через монтажные емкости, индуктивности и т.д.
3. Через цепи питания.
4. Из-за особенностей конструкции.
5. Прочее.

1 – внутренняя обратная связь;   2,3,4,5 – внешняя обратная связь.

Надо спроектировать усилитель так, чтобы его АЧХ не выходила за заданные пределы.

Из-за обратной связи будут меняться свойства частотно-селективных цепей:

Посмотрим как обратная связь будет сказываться на частотно-селективных свойствах входной цепи. (Выходную частотно-селективную цепь не рассматриваем).

Полный ток во входной цепи усилительного каскада:   .

Отсюда можно определить входную проводимость каскада:  .

В этой формуле  - напряжение на входе усилительного каскада, а  - напряжение в коллекторной цепи. Выходное напряжение усилительного каскада  связано с напряжением в коллекторной цепи транзистора соотношением . Поскольку  - коэффициент усиления данного каскада, можно записать:   . Соответственно получим: .

 - проводимость, вводимая во входную цепь по цепи обратной связи.

 - обратная проходная проводимость, характеризующая внутреннюю обратную связь в усилительном элементе. - емкость коллекторного перехода.

Коэффициент усиления:    - коэффициент передачи одиночного контура.

;       ;            ;

Следствие:  

1.    содержит как действительную, так и минимальную части.

2.   Эти проводимости   и   частотно зависимые (  и  ).

Наличие этих двух частотно-зависимых компонент   и   может привести к тому, что будет меняться эквивалентная добротность входного контура и частота его настройки.

Посмотрим какие изменения будут происходить:

Так как частота w – меняется медленно, а обобщенная расстройка x - меняется быстро, то можно полагать, что:   ;    .

Следствия:

1.     и   очень сильно зависят от частоты. Причем эти изменения происходят в малой окрестности рабочей частоты усилителя. При больших расстройках x>>1   и   можно принебречь.

2.     и   могут принимать, как положительные, так и отрицательные значения.

3.   Это безусловно приведет к изменению АЧХ и ФЧХ входной частотно-селективной цепи усилителя.

Произошло изменение крутизны фронтов и изменение частоты настройки. АЧХ – исказилось.

За счет  добротность увеличивается и изменяется крутизна фронтов.

За счет  частота больше w₀, так как включается индуктивность.

За счет  частота меньше w₀, так как включается емкость.

Устойчивость усилителя с ОЭ. Критерий устойчивости. Коэффициент устойчивого усиления. Порядок расчета усилительного каскада с учетом наличия паразитных обратных связей. Методы повышения устойчивости.

Условия устойчивости селективных усилителей с ОЭ и ОИ.

Условием самовозбуждения являются равенства: ,    , первое из которых соответствует условию баланса фаз, второе – условию баланса амплитуд. Усилитель не будет самовозбуждаться, если проводимость контура на его входе с учетом обратной связи будет положительной: . Но отсутствие самовозбуждения еще не означает неизменности показателей усилителя.

Введем коэффициент устойчивости:   . Если k_У = 0, то усилитель может самовозбуждаться. При k_У = 1 обратная связь отсутствует, что соответствует максимальной устойчивости усилителя. Обычно принимают k_У = 0.8…0.9. При этом изменение коэффициента усиления и полосы пропускания под действием обратной связи не превышает 10…20 %. Чем ближе k_У к единице, тем устойчивее усилитель.