Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

U2

y12 /(y11 +yс)

б

Рис. 4.9

ЛЕКЦИЯ №12. УСТОЙЧИВОСТЬ И ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

4.5 Коэффициент устойчивого усиления

Следует различать стабильность параметров УРС при воздействии дестабилизирующих факторов и устойчивость УРС как степень удаленности режима его работы от состояния самовозбуждения и режима генерации. Степень удаленности от режима генерации также может снижаться под воздействием дестабилизирующих факторов.

Из (4.9) видно, что при βKo = 1 усилитель превращается в генератор.

Условие устойчивости усилителя имеет вид

βKo < 1.

(со стороны источника сигнала) и выходного контура (со стороны нагрузки), nc

– коэффициент включения со стороны входа УРС:

Поскольку внутренние параметры в общем случае являются комплексными величинами, запишем (4.14) в следующем виде

ε = ε ej(ϕ12+ϕгэ+ϕ21+ϕнэ),

108

Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

где ε =y12Rгэ/ y21Rнэ/ .

Одним из необходимых условий возникновения генерации, как известно, является условие баланса фаз

усилительный элемент (для схем включения с общим эмиттером или истоком) фаза сигнала изменяется на 180 градусов, поэтому ϕ21 = −180о .

Максимальный фазовый сдвиг, который приобретает сигнал при прохождении дифференцирующей цепочки обратной связи RгэСбк (или RгэСзс)

равен +90 градусов, т.е. ϕ12 = +90о .

Подставляя ϕ12 и ϕ21 в условие (4.15) получим

+90о +ϕгэ − 180о +ϕнэ =0,

откуда

ϕгэ + ϕнэ = +90о .

При одинаковых колебательных системах на входе и выходе транзистора

ϕгэ = ϕнэ = +45о , что может обеспечиваться на частоте нижней границы полосы пропускания колебательного контура.

Известно, что полное сопротивление контура на границах полосы пропускания (при ξ=1) равно

Если рассчитанный коэффициент передачи Ко больше значения (4.17), то принимают Ко = Kо уст и коэффициент включения со стороны нагрузки

109

Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

рассчитывают по формуле

n2 = Kо уст .

SρQ э

Для сохранения заданного значения эквивалентной добротности выходной контур шунтируют резистором

1

Rшн = g22 − gнn22 .

Для повышения устойчивого усиления необходимо выбирать активный элемент с максимальным значением отношения (y21/y12).

Для этой же цели можно применить цепь нейтрализации проходной емкости (рис. 4.10).

Gнейтр

Снейтр

Рис. 4.10

Принцип действия цепи нейтрализации основан на введении цепи дополнительной обратной связи, действие которой противоположно действию цепи внутренней обратной связи за счет проходной емкости на частоте возможной генерации.

Элементы цепи нейтрализации подбираются, исходя из условия

y12Σ = y12 + yнейтр = 0 .

Тогда

ϕ12 +ϕнейтр +ϕгэ +ϕ21 +ϕнэ =+90о − 90о +ϕгэ − 180о +ϕнэ = 0,

откуда

ϕгэ + ϕнэ = +180o .

Это соотношение в рабочем диапазоне частот никогда не выполняется. Усилитель является абсолютно устойчивым, если Re(Yвх)≥0:

Yвх = gвх + jbвх = Y11 − Y12Y21 ; Y22 + Yн

Y11 = g11 + jb11; Y22 = g22 + jb22; Yн = gн + jbн; Y12Y21 = Re(Y12Y21) + jIm(Y12Y21) = Y12Y21 ejφ ;

110

Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

Yвх = g11 + jb11 − Re(Y12Y21) + jIm(Y12Y21) = g22 + jb22 + gн + jbн

= g11 + jb11 − [Re(Y12Y21) + jIm(Y12Y21)](g22 + gн − j[b22 + bн]); (g22 + gн)2 + (b22 + bн)2

111