цепью параллельной обратной связи через резистивный двухполюсник с проводимостью уо (рис. 44, а) описывается матрицей проводимостей

Ус + Уи + Уо

Уц-Уо

Ун-у а

г/1.+г/22+г/о J

(5.24)

причем в неинвертирующем напряжение усилителе в этом случае может возникнуть положительная обратная связь, усиливающая влияние нестабильности параметров.

Программа 226. Оценка влияния параллельной обратном связи

ИП4 ИПб

ИПД ИПЗ

ПЗ ИПО

ИПО -

X ИПЗ

ПВ ИПО

-i- П9

+ ИП1

~ ИПА

ИП5 ПО

ПС ИП9

ИПб ИПА ИПС +

П9 ИП8 ИПО ИП2

ИПб /-/ + ПД

X ипс

ПЗ 1 ИПЗ

ИП7 ИПО

Инструкция. (.г/и=Р7, 1/12 = Р8, 621 = Р4- г/22 = Р5, г/с = Р1, г/н=Р2) уо = РХ (В/О) С/П РХ = Saiyi,), РО = Kuc, РА = Ки, РВ=/(в, PC = г/вх- РД=

= г/вых. P3 = S(;Jy2l). Р6 = 5вх(г/21)=5вх(г/12). Р9 = 5аыл(г/21) = 5вЫх(г/12).

пример. Для ун = 1 мСм, у = -10, (/ =50 мСм, у = 0,2 мСм, у = = 0,05 мСм, у„ = 0,3 мСм, уо = 0,01 мСм (1/уо = Гд = 100 кОм) получим Ки - = -2,292208, /Сс-= -98,0196, = 0,01047619, i/bx = 2,088215 мСм, 1/8ых= = 0,7337047 мСм, 5[.(1/,2) = 0,504259, St,-(i/2i) = 0,4957404; 5bx(!/2i) = 0-516334,

(г/21) = 0,7137813.

Усилитель с простейщей цепью последовательной обратной связи через резистивный двухполюсник с сопротивлением го=\/уо (рис. 44, б) описывается матрицей проводимостей

Ун Уи -(Уи + Уи)

= г/21 у22 + уи - (г/21 + г/22) , (5-25)

. -(г/11+г/21) -(г/12+г/22) уо+ух где у = ус + уп + г/12 + г/21 + г/22 + г/н-

Рассматриваемый усилитель можно анализировать различными способами. Расчетные формулы, составленные непосредственно по матрице (5.25), оказываются громоздкими, а устранение обратной связи (го=0) связано с переходом к матрице порядка 2, что усложняет автоматизацию расчета. Поэтому целесообразно воспользоваться приведением трехполюсиика к эквивалентному проходному четырехполюснику (см. гл. 3), который в рассматриваемом случае характеризуется проводимостями

г/;. = (г/11+в1г/1)/4; г/;2 = (г/12-•о 1у1)/л; г/i. = (г/21-.Iу г/22 = (г/22-оIу,

где 11/1= г/11 г/12 -У21!/1-2; 4 = •+0(2/11 +!/i2 + y2i +г/г») •

программа 227. Вычисление эквивалентных проводнмостей усилителя с последовательной обратной связью

ПО ИП7 ИП8 + ИП4 + ИП5 + X 1 + П9 ИП7 ИП5 X ИП4 ИП8 X - ИПО X П6 ИП5 ПП 44 П5 ИП8 ПП 43 /-/ П8 ИП4 ПП 43 /-/ П4 ИП7 ПП 44 П7 С/П БП 00 /-/ ИП6 + ИП9 1 В/О

Инструкция. 1/11 = Р7, г/и = Р8, Уп = Р4; уг = Р5, Гд = РХ (В/О) С/П «20 с) РХ =. Р7 = i/,, , Р8=1/,2, Р4=1/21, Р5=1/22.

Пример. Для 1/11 = 1 мСм, (/и = -1 • 10"мСм, j/jj = 50 мСм, у = 0,\ мСм при Го = 0,1 кОм получим I/J, = 0,166123 мСм, i/Jj =-2,6187-10" мСм, 1/21 = = 8,18098 мСм,1/22 = 0,0188219 мСм.

После вычисления проводнмостей i/,-,- проходного четырехполюсника, эквивалентного усилителю с простейшей цепью последовательной обратной связи, характеристики последнего можно иайти по ранее приведенным формулам к программам (например, программе 225) расчета безынерционной цепи.

Прн расчете каскадных усилителей возникает необходимость в расчете каждой ступени усиления и усилителя в целом. Прн отсутствии контура обратной связи, охватывающей все или несколько ступеней, целесообразно представить каждую ступень проходным четырехполюсником с малосигнальными характеристическими проводимостями и воспользоваться следующей программой, обеспечивающей последовательное (начиная с оконечной ступени) вычисление характеристик каскадного соединения усилительных ступеней.

Программа 228. Анализ каскадного усилителя на средних частотах

ИП4 /-/ ИП5 ИПО +4- ПА ИПЗ X ИП7 + ИПО ПО ИПА х2 X Ig 1

О X ПВ ИПД + ПД ИПА ИПС X ПС ИПВ С/П БП 00

Инструкция. Ввести параметры оконечной ступени уц„ - Р7, i/i2n=P8. i/ji„==P4, 1,22п = Р5 и нагрузки усилителя (/„ = РО, 1 = PC, О = РД В/О С/П РХ==РВ=Крп (дБ),Р0=1/ ах п. PA=/(f-n,...,параметры очередного каскада i/,, = = Р7. (/,2 „ i = Р8, 1/2, „ .- = Р4. 1/22 „ ( = Р5 С/П РХ = Кр (дБ), РО = = г/вх Р- = С„-,-. PC = РД = Р„-,-

В качестве примера рассмотрим усилитель с каскадным выходом, схема которого показана на рнс. 45, а, с одинаковыми параметрами транзисторов;

Kiig=i/66 = 0,9 мСм, У12э=г/бк=-2 мкСм, Ула =1/кб = 40 мСм, У22Э-У""~0,8 мСм.

На средних частотах анализируемый усилитель можно представить эквивалентной схемой (рис. 45, б) с проводимостью нагрузки i/h = 0,05 мСм и характеристическими проводимостями оконечной ступени уц = уээ = Убб + Убк Укб + + /кк = 41,698 мСм, 1/12 ==-(.Укк+ /бк) =-0,798 мСм, 1/21 = -(i/кб + i/кк) =

200к

Г"

"Т"

Рис. 45

= -40,8 мСм, y-ii = Укк. т (/3 = 0,85 мСм. Подобным образом (при необходимости используя программу 216) находим параметры предоконечной ступени ун - =--г/бб + г/2= 1>1 мСм, i/i2=(/6k = --2 10~ мСм, 1/.л = (/кб--= 40 мСм, (/2.=

= 1/кк=0.8 мСм и параметры первого каскада ступени (/„ = у[ г Убб = 0,905 мСм. Уп = Убэ = -{Убб г .1/бк) = -0,898 мСм, у.,1 = (/эб = -(Убб + (/кб) == - -40,9 мСм, Ун = У2 + Уээ = 42,198 мСм.

По программе 228 для оконечной ступени получим Лрз= 12,69 дБ, укхя - = 5,522 мСм, /Cf3=45,333333, введя параметры предокоиечиой ступени, получим /(р2 = 22,97 дБ, 1/вх2= 1,114 мСм, Ku2 = -6,327 и после ввода параметров первой ступени /(р1 = 12,4 дБ, i/bxi = f/Bi[ = 0,057 мСм, /Cli = 0,944 и характеристики всего усилителя /Ср = 48,1 дБ и /(;=-270,8.

Расчет каскадных усилителей усложняется при охвате двух или более ступеней петлями обратной связи. Прн параллельной обратной связи (см. рнс. 44, aj, охватывающей каскадный усилитель нли несколько его ступеней, следует с по мощью программ и формул, приведенных ранее, найти характеристические пара метры проходного четырехполюсника, эквивалентного охваченной обратной связью части усилителя при уо=0„ и использовать программу 226, а когда найдены эквивалентные проводимости отдельных частей усилителя, программу 228. Характеристики отдельных ступеней каскада, охваченного обратной связью, мож но оценить с помощью программы 228 после приведения отдельных ступеней с последовательной или параллельной обратной связью к эквивалентным проходным четырехполюсникам.

5.4. Расчет усилителей иа границах полосы пропускания

Полосу пропускания щирокополосиых усилителей определяют верхней сов и нижней (Он граничными частотами, на которых усиление мощности по отношению к усилению на средних частотах уменьшается на определенную величину (обычно 3 дБ), в области нижних частот влиянием паразитных реактивных параметров пренебрегают, но приходится учитывать элементы цепи питания, предиазиа