нення можлива за рахунок застосування контурів з позитивним зворотним ставленням і несопрікасающіхся із зазначеним наскрізним шляхом. Наприклад, для двокаскадного підсилювача забезпечення різницевих членів в Н 2 і F 22 можливо застосуванням додаткового контуру, як це показано на рис. 6. br/>В
Рис. 6. Варіант структури з мінімальним впливом другого каскаду
У цьому випадку
(57)
(58)
. (59)
Отже, при здійснюється мінімізація Н 2 і F 22 і, тому зменшується вплив параметрів, що характеризують неідеальність другого каскаду. Якщо додатково зажадати
, (60)
то
. (61)
Таким чином, виконання структурних і параметричних умов мінімізації при належному виборі глибини загальної зворотного зв'язку не супроводжується зменшенням реалізованого коефіцієнта передачі. Використання такого зв'язку не збільшує вплив параметрів першого каскаду. Дійсно,
(62)
(63)
Аналогічно, введенням додаткового контуру можна мінімізувати вплив паразитних параметрів першого каскаду і, отже, отримати структуру параметрично інваріантного підсилювача або перетворювача. Принципова схема параметрично інваріантного двокаскадного підсилювача, реалізує справжній принцип власної компенсації, наведена на рис. 7. <В
Рис. 7. Принципова схема параметрично
інваріантного підсилювача
Тут
(64)
Покажемо, що виконання умов
(65)
призводить до досягнення поставленої мети.
Зі співвідношень (59) - (63) слід
; (66)
(67)
. (68)
Таким чином, без втрати посилення можна глобально екстремально мінімізувати активну чутливість, вплив дрейфу нуля і власного шуму другого активного елемента.
Отримані раніше співвідношення не враховували вплив складових, назад пропорційних твору площ посилення окремих каскадів. З алгоритму (18-20) знаменник передавальної функції розглянутого підсилювача буде мати вигляд
(69)
де - постійна часу i-го каскаду.
Отже, умови стійкої роботи схеми порушуються. Для відновлення стійкості у схемі досить включити коригуючий конденсатор З до . Тоді
(70)
де.
Тому
, (71)
і умова структурної стійкості схеми відновлюється.
Нескладно показати, що при цьому мінімізується чутливість до в. Отримані умови параметричної інваріантності поширюються на випадок довільного числа каскадів, тобто між першим і другим каскадом можна додатково включити довільне число підсилювачів, при цьому їх чутливість буде дорівнює нулю.
5. Базовий алгоритм структурного синтезу схем з власної компенсацією
Виконані дослідження вказують на існування двох принципів власної компенсації впливу параметрів активних елементів на характеристики електронних пристроїв різного функціонального призначення.
Перший принцип базується на введенні в структуру додаткових компенсуючих контурів зворотних зв'язків, які не змінюють способи конструювання коефіцієнтів ідеалізованих передавальних функцій і тому не впливають на верхній рівень динамічного діапазону схеми. Створення компенсуючих контурів передбачає з'єднання диференціального входу активного елемента з додатковим входом схеми, володіє певними функціональними особливостями. У цьому зв'язку для забезпечення односпрямованість передачі сигналу необхідно виконати умову
, (72)
де - вхідний опір схеми зі боку додаткового входу, - вихідний опір схеми на диференціальному вході активного елемента.
Наведене нерівність показує переваги схем з В«заземленимиВ» входами ОУ. Ці вузли можна розглядати в якості додаткових входів схеми, коли умова (72) виконується автоматично. В іншому випадку може виявитися необхідним введення в схему додаткових активних елементів, що забезпечують односпрямовану передачу сигналу.
Таким чином, чим вище число В«заземленихВ» елементів схеми, тим вище її модернізаційний ресурс. Крім цього, введення додаткових зворотних зв'язків може змінити знак локальних передач, і, отже, забезпечити при необхідності взаємну компенсацію впливу різних активних елементів.
Другий принцип власної компенсації, характерний тільки для безінерційних схем, пов'язаний з вибором способу конструювання коефіцієнтів ідеалізованої схеми та передбачає застосування позитивних зворотних відносин. У цьому випадку, як це було показано раніше, можна забезпечити нульові локальні передачі та і, отже, принципово підвищити якісні показники проектованого пристрою.
Отримані співвідношення для певного класу схем дозволяють отримати набір функціонально-топологічних ознак і тому істотно формалізувати процес пошуку структур з активною компенсацією. Наприклад, д...
