Устойчивость усилителя

При появлении ОС в усилителе появляется контур, по которому сигнал, может передаваться по кругу. Если сигнал, пройдя контур, не меняет знак (положительная ОС) и коэффициент передачи петли больше единицы, то сигнал в контуре будет все время увеличиваться. Это явление называется потерей устойчивости.

Усилитель называется устойчивым, если при отсутствии входного напряжения случайные шумы не приводят к нарастанию сигнала на его выходе. В противном случае усилитель называют неустойчивым.

Устойчивый усилитель можно сравнить с шариком в потенциальной яме (рис. 18.7). Если отклонить шарик от положения равновесия, то он вернется в него с течением времени. Аналогично, неустойчивый усилитель можно сравнить с шариком на вершине холма. Если вывести его из равновесия, то шарик будет удаляться от вершины (рис. 18.8).

Рис. 18.7 Устойчивая равновесие	Рис. 18.5 Неустойчивое равновесие

Таким образом, одной из главных причин неустойчивости усилителя является наличие в нем положительных обратных связей, вводимых с целью повысить коэффициент передачи.

Условием устойчивости усилителя с положительной обратной связью является выполнение неравенства

. (18.2)

При выполнении неравенства (18.2) коэффициент усиления петли ОС меньше единицы, поэтому сигнал в этой петле будет уменьшаться. В противном случае сигнал нарастает. Отметим, что при отрицательной обратной связи сигнал, каждый раз пройдя петлю, меняет знак, поэтому как бы компенсирует сам себя. В этой связи в простых усилителях отрицательная ОС не приводит к неустойчивости.