ный коэффициент устойчивости усилителя

1 12!! I

У -2Re ReXY,,) - Re {Y,,Y,,)

При выполнении неравенства 0-<Ку<.1 усилитель абсолютно устойчив независимо от значений импедансов внешних цепей. Для ИС [6] на частоте 100 МГц Ку= =0,3.

Однако для анализа устойчивости некоторых типов ШИУ применение параметров проводимости затруднительно. Например, ШИУ ограничитель (ИС типа ТАА350) имеет следующие характерные особенности [40]:

- усилитель неустойчив при короткозамкнутом выходе;

- усилитель обладает большей устойчивостью при закороченном входе, чем при разомкнутом;

- обратная связь незначительна при разомкнутом выходе.

Для анализа устойчивости подобных ИС предпочтительнее использовать гибридные G-параметры четырехполюсника [9]:

\L, = c/,G,.-]-/,G„. где Gii-выходная проводимость; 0(2 - коэффициент передачи по напряжению; G21 - обратная передача по току; G22 - выходной импеданс, и критерий Найквиста.

Используем в качестве функции четырехполюсника возвратное отношение (/и)!-F(/co), где F{ja) - возвратная разность, равная f (/и)=А/А° [45]; А - определитель [G]-матрицы нагруженного четырехполюсника; А° - определитель матрицы однонаправленного четырехполюсника с разомкнутыми обратными связями. Тогда

Как известно, возвратное отношение прямо пропорционально коэффициенту передачи по контуру обратной связи. Необходимым и достаточным условием абсолютной устойчивости четырехполюсника будет выполнение соотношений [4-5]

Re[p(i«)]<l, (1.15)

Jra[p(/<a)]=0. (1.16)

Решая (i.l6) отсносительно и и подставляя полученное выражение в (1.15), находим связь параметров нагруженного четырехполюсника, удовлетворяющую условиям устойчивости. Введем обозначения для эквивалентной проводимости источника сигнала и сопротивления нагрузки;

G„-fG,= G*,= GMe*4 (1.17)

G„ + G.=G*.= G*Je**" (1.18)

и выделим действительную и мнимую части выражения /(/со):

Re [р (Н] := -1 gfj .y--L cos (У,. + у.. ~y%-yU bn(P(/a>)]j[;-°jg:;j sin(y.. + y,-y*,-yU

Самовозбуждение не происходит при lm[p(/(o)]=0, т. е. когда sin (ф12+ф21-ф*г~ф*н)=0, откуда

Ф12 + Ф21-ф*г-ф*11=Ы (1.19)

где к-1, 3, 5 ...

С учетом (1.19) усилитель абсолютно устойчив, если

Relp(H] = ±-ii;ll,<l.

Условие устойчивости всегда выполняется при знаке «-» перед дробью, а следовательно, опасными являются те частоты, для которых ф12-1-ф21-ф*г-ф*н=2йя.

Коэффициент устойчивости усилителя можно записать в виде

V G*rG*„ •

В соответствии с (1.17) и (1.18)

I П* I {Ог}+Яе (G„) , у. , Re (0) + Re{0)

I I cos ¥r » I « I cos Vri

Тогда

Д := 1 COS Ф* COS Ф* I 1 I

Наиболее опасными значениями фаз источника сигнала и нагрузки являются ф*г, фн, при которых функции

со5ф*гС05ф*н=1, Т. е. обобщенный коэффицент устойчивости можно определить как

I 121 I /1 ОЛЧ

[Re (Or)-f Re (0„)1 [Re (O) + Re (Он)]

Обозначив Re(Gr)=:gr, Ке(Он)=ц, выражение (1.20) запишем в виде

л- 1 I 1 I Л 91\

"У- (Re G„-f gp) (Re C„-f г„) •

При проектировании усилителей значением Ку следует задаваться. Обычно рекомендуют принимать /<у=0,85- 0,9 (при использовании G-парамегров).

Для рассматриваемой ИС усилителя-ограничителя были измерены его G-параметры векторным вольтметром ФК2-12.

Из выражения (1.21) можно определить область значений проводимостей источника сигнала и импедансов нагрузки, при которых обеспечиваются применения данной ИС в качестве УПЧ канала звука телевизионного приемника (/пч=6,5 МГц), УПЧ УКВ ЧМ радиоприемника (/пч=10,7 МГц) и фазостабильного видеоусилителя с коаксиальным входом и выходом на /в=15 МГц. Исследования показали, что при стандартных внешних импедансах усилители устойчивы к самовозбуждению.

ШИУ, работающие на частотах ниже 200 МГц, могут быть описаны в терминах Y- или G-параметров четырехполюсника достаточно точно (погрешность 5-10%). На частотах выше 200 МГц указанные параметры измеряются с недостаточной точностью. Поэтому для описания характеристик интегральных усилителей на частотах выше 200 МГц используются параметры рассеяния (S-параметры). S-параметры могут непосредственно наноситься на круговые диаграммы и по ним определяются коэффициенты усиления и устойчивости в диапазоне частот. Самовозбуждение ИС возможно лишь тогда, когда на ее входе или выходе имеется отрицательное сопротивление, что соответствует значениям Su и S22, большим единицы. Однако и в этом случае усилитель может оказаться условно устойчивым при соответствующем подборе импедансов нагрузки и генератора. Следовательно, условие абсолютной устойчивости ИС усилителя 62