заданной (и, как правило, - достаточно большой) нестабильности параметра /1213 транзисторов, включенных в схему усилительного элемента.

Очевидно, наиболее экономичным будет такое схемное решение, которое при заданном усилении потребует меньшего количества транзисторов в схеме

Ч Г

fid

Рис. 31. Сравнение передач двух блок-схем усилителя.

усилительного элемента. Что же выгоднее с этой точки зрения: охватывать цепью ООС отдельно каждый транзистор в схеме усилительного элемента или же несколько транзисторов сразу?

Для ответа на этот вопрос рассмотрим блок-схему усилителя на рис. 31,«, в которой два одинаковых усилительных элемента охвачены отдельными и также одинаковыми цепями ООС.

Для этой схемы общая передача

При нестабильности передачи каждого усилительного элемента без ООС, равной бк, нестабильность передачи каждого блока (усилительный элемент -цепь ОС) равна:

Чс- i + (i + a)pei/(,

а нестабильность всего усилителя (при с ) Действительно,

при S<0,2.

(i + W=i + 2/cc + 4c=i + 2ac

Соединим эти же усилительные элементы друг с другом, как показано на рис. 31,6, и охватим их общей цепью ООС. Нестабильность составного усилительного элемента

JK общ

Приравняем нестабильности передач схем на рис. 31,а и б при наличии ООС:

l + (l+)IPci/C, 1+(1+2а)Рс2/С?

Очевидно, для получения одинаковой нестабильности петлевое усиление второй схемы должно быть не более петлевого усиления каждого блока первой:

В то же время передача второй схемы

1 + \к2К

Сравнивая эту формулу с формулой Кс общ для схемы рис. 31,а и учитывая, что pc2/CiPciKi, убеждаемся, что при одинаковой нестабильности усилителей, выполненных по схемам на рис. 31,а и б, второй обеспечивает большее усиление Кс общ, а при одинаковом усилении второй обеспечивает меньшую нестабильность.

Следовательно, в усилителе с ООС двухкаскадный усилительный элемент обеспечивает лучшие параметры усилителя, чем два одно-каскадных, а трехкаскадньш - лучшие параметры, чем сочетание двухкаскадного и однокаскадного усилительного элемента. Но при увеличении числа каскадов, охватываемых цепью обратной связи, возрастает петлевой сдвиг фазы (изменение фазы усиливаемого напряжения при прохождении его по петле усилительный элемент -цепь ОС). В результате обратная связь на частотах, отстоящих достаточно далеко от средней частоты рабочего диапазона, переходит из отрицательной в положительную, и усилитель при большом петлевом усилении может самовозбуждаться,

Двухкаскадные усилители, рассмотренные ранее, практически устойчивы при любой глубине ОС. Поэтому схему усилителя t большим усилением и малой нестабильностью целесообразно составлять из двухкаскадных усилительных элементов, охватывая каждый такой элемент индивидуальной цепью обратной связи.

Ниже показано, что в некоторых случаях может оказаться необходимым и вполне оправданным также и применение одно-каскадных усилительных элементов.

Применение трех- и четырехкаскадных усилительных элементов резко усложняет схему и расчет усилителя (вводятся специальные звенья и цепочки, которые изменяют суммарный сдвиг фазы сигнала на пути усилительный элемент -цепь ОС и тем самым предотвращают самовозбуждение усилителя).

22. БЛОКИ УСИЛИТЕЛЯ И ИХ СОГЛАСОВАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Усилительный элемент, охваченный цепью ОС, будем называть блоком усилителя.

Схема усилителя с большим усилением, как правило, содержит несколько блоков. Ранее было показано, что исходя из размерности и физического смысла функции передачи следует различать четыре типа блоков.

В принципе при составлении многоблочной схемы можно соединять друг с другом любые блоки. Однако легко показать, что

не все варианты соединения блоков друг с другом одинаково равноценны.

При неудачном (неправильном) выборе типа соединяемых блоков можно получить усилитель с очень невысокой стабильностью коэффициента передачи, даже если коэффициенты передачи соединяемых блоков достаточно стабильны.

Для доказательства рассмотрим усилитель, образованный путем каскадного соединения двух блоков с глубокой ООС, как по-

Рис. 32. К понятию о соединении блоков по принципу согласованности сигналов.

казано на рис. 32, и вычислим его коэффициент передачи. Сигналы обозначены на этом рисунке буквами 5. В качестве каждого сигнала может выступать или напряжение или ток.

При вычислении результирующей передачи следует различать два случая:

а) Выходной сигнал 52 первого блока и входной сигнал S"i второго имеют неодинаковую размерность (первый представляет собой напряжение, а второй -ток, или наоборот)

б) Упомянутые сигналы 52 и 5 имеют одинаковую размерность.

В первом случае между этими сигналами существует зависимость

S\ = kS2, (96)

где коэффициент k имеет размерность сопротивления или проводимости. Например, если сигналом 52 является ток (выходной ток первого блока), а сигналом 5i - напряжение (входное напряжение второго блока), то это напряжение будет равно произведению выходного тока первого блока на входное сопротивление второго (если пренебречь шунтирующим действием элементов междукаскадной связи).

Для сигналов первого блока при глубокой ООС и вещественной величине рс справедливо соотношение

52 = 5,тЛ-. (97)

а для сигналов второго:

(98)

Подставляя в эту формулу значение S\ из (96), а затем значение 52 из (97), получим: