Файл: Лурье Б.Я. Максимизация глубины обратной связи в усилителях.pdf

С у щ е с т в е н н о е о т р а ін и ч е ін и е на н 'и ж н и х ч а с т о ­

максимумы вблизи краев рабочего диапазона частот. Глубина об­ ратной связи превышала 30 дБ. Ширина рабочего диапазона час­ тот равнялась 4 октавам. Частота генерации гр была лишь несколь­ ко ниже трі и .поэтому | Го/ірн) | > 1. Напряжение на выходе устрой­ ства имело вид трапецеидальных импульсов со скважностью 1/2, с крутыми фронтами, с выбросом порядка 10—50% и быстрозатухаю­ щими колебаниями у вершины, имеющими частоту порядка ряШ. Сигнал на выходе нелинейного звена имел вид трапецеидальных иіміпульсоів с плоской вершиной.

Генерация срывалась как при небольшом изменении величин элементов, влияющих только на низких частотах (эмиттерные, пе­ реходные конденсаторы), так и при небольшом изменении элемен­ тов цепи, влияющих на ЛАХ Та только на высших частотах (ма­ лые паразитные емкости, индуктивности, цени коррекции). Таким образом, при сохранении асимптотической устойчивости можнобыло уменьшать ув за счет увеличения уѵ и наоборот. Это же По­ зволяет делать и достаточный критерий Попова (выбором I, как это видно и до ЛАХ рис. 2.15 и еще яснее из рис. 2.16). Отсюда вид­ на зависимость максимальной глубины связи не только от абсолют­ ного, но и от относительного диапазона рабочих частот. Численные же результаты были далеки от критерия Попова: запасы по фазе, имели величину порядка 10°.

Можно понять физическую природу этих колебаний, если при­ ближенно считать их двухчастотными, состоящими из составляю­ щих с частотами т)г и ее нечетной гармоники рв~ 1 на входе нели­ нейного элемента.

Пусть на этих (и только на этих) частотах одновременно и |7о|;§>1, и малы фазовые запасы устойчивости. Если амплитуда колебаний с частотой т)г велика, большую часть периода оконечный, каскад оказывается перегруженным, т. е. для приращений он ока­ зывается импульсным элементом [107, 108]. Введение этого импуль­ сного элемента приводит к удовлетворению условий генерации для составляющей с частотой т]п. В то же время составляющая с час­ тотой т]в приводит к появлению фазового сдвига коэффициента пе­ редачи «ел-инейного элемента для составляющей с частотой щ, для

I Т’оI ма ло . Рассмотренные выше колебания не являются единст­ венным типом миогочастотных колебаний, для появления которых существенны величины фазовых запасов устойчивости одновремен­ но на верхних и на нижних частотах. Другой характерный тип та­ ких колебаний возникает, если уг мало на низких частотах далеко за рабочим диапазоном и | Т’о(Лі) I лишь немного превышает едини­ цу. При этом интервал частот между т]г и заметно влияющими на существование генерации высокочастотными составляющими еще больше, чем для предыдущего случая.

Для исследования был построен трехкаскадный усилитель с глубокой (около 50 дБ) одноканальной отрицательной обратной связью в диапазоне [1; 10] (рис. 2.18).

ЛАХ Т0 формировалась в цепи обратной связи полосовым филь­ тром из іполуэвена типа k (Lb С4, 2 L2, С7/2), хорошее согласование которого с коллекторной цепью транзистора Т3 обеспечивало полу­ звено типа m (27,2, С7/2, L3, L/„ Сю, Си). Малое характеристическое сопротивление фильтра (100 Ом) исключило влияние на ЛАХ То входных и выходных цепей прямого канала, сопротивление кото­ рых по крайней мере на порядок больше. Запасы по фазе регули­ ровались в цепи обратной связи сопротивлениями обхода Йз и Rit. Характеристики ф при некоторых положениях регуляторов пока­ заны на рис. 2.19. Видно, что регулировки запасов по фазе на верх­ них и нижних частотах взаимонезависимы. На этом же рисунке приведена ЛАХ Т0 системы, соответствующая фазовой характерис­

тике при і?4= 175 Ом и R3= 180 Ом.

При уменьшении ув (или //„) высокочастотная (низкочастотная) генерация возникала у верхней (нижней) границы диапазона уси­ ливаемых частот, где | Т’о | « 1.

— 62 —