Аналоговые электронные устройства: Учебное пособие, страница 16

Следует помнить, что введение местных обратных связей в апериодических усилителях не приводит к самовозбуждению. Общая ООС существенно эффективней местной, но необходимо принимать меры для обеспечения устойчивости. ООС применяется, в частности, в усилителях с непосредственной связью между транзисторами. Вопросы выбора вида ООС подробно изложены, например, в [1, 3 - 5]. Расчёт частотных и фазовых характеристик усилителя с обратной связью обычно выполняют, рассматривая усилитель, состоящий из двух частей. Одна часть не охвачена ООС, вторая входит в петлю ОС. Расчёт сложных схем (например, бестрансформаторных усилителей), в которых имеются как местные, так и общие частотно-зависимые обратные связи, выполняют по упрощённой методике [3, 4].

Устойчивость усилителей с обратной связью

Как известно, ООС из-за сдвига фазы в усилителе за пределами полосы пропускания становится положительной, и усилитель самовозбуждается. Генерация возникает при выполнении амплитудного  и фазового  условий. Для обеспечения устойчивости необходимо, чтобы совместно эти условия не выполнялись ни для одной из частот (0 до ¥).

Фазовые сдвиги на нижних частотах обусловлены наличием реактивных элементов внешних цепей усилителя, фазовые сдвиги на верхних частотах – реактивными параметрами активных элементов.

Расчёт устойчивости усилителя с ООС наиболее целесообразен с использованием частотного метода анализа, который проводится при разомкнутой петле обратной связи. Все цепи усилителя и обратной связи считаются минимально фазовыми (кроме транзисторов, работающих на высоких частотах, при , где они вносят дополнительную не минимально фазовую составляющую фазового угла).

Практически меры по обеспечению устойчивости сводятся к следующим:

1)  выбор транзистора с высокой граничной частотой  или ;

2)  выбор резистивных схем;

3)  уменьшение числа переходных и блокирующих конденсаторов;

4)  нежелательно включение в цепь ОС трансформаторов (из-за влияния индуктивностей холостого хода и рассеянья);

5)  выбор различных граничных частот в отдельных каскадах;

6)  исключение или снижение паразитных связей (этот пункт в основном обеспечивается рациональным конструктивным исполнением);

7)  снижение паразитных связей за счёт общего источника питания.

Устойчивость усилителя на средних частотах определяется с помощью АЧХ (обычно в логарифмических единицах) и ФЧХ. Эти характеристики определяются с запасом в 4-5 октав от границ полосы пропускания. Методика расчёта устойчивости подробно изложена в [4].

При необходимости в усилитель, для повышения устойчивости, могут быть включены дополнительные корректирующие звенья, осуществляющие коррекцию петли ОС в области верхних и нижних частот.

2. РАСЧЕТ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫХ ОКОНЕЧНЫХ КАСКАДОВ

В связи с наличием большой номенклатуры транзисторов разной проводимости, но с одинаковыми характеристиками (так называемых комплементарных транзисторов) оконечные каскады усилителей выполняют по бестрансформаторной схеме. Особенно часто каскады используют  в усилителях низкой частоты  Настоящая глава  посвящена расчету бестрансформаторных усилителей, работающих в режиме класса В (или АВ).

Назначение оконечного усилительного каскада состоит в выделении полезной (выходной) мощности в цепи нагрузки.

Расчет оконечного каскада, который необходимо начинать с выбора типа оконечных транзисторов, осуществляется на основе учета следующих параметров: Р_Кдоп, U_{К Э доп}, I_{K доп}, ƒ ^β. Также должны приниматься во внимание величины  и  на­чального коллекторного тока .