Stabilität eines HF-Verstärkers

In diesem Artikel wird ein HF-Verstärker-Design vorgeschlagen.

Es steht geschrieben (Seite 2):

Wenn in einem HF-Übertragungsnetz der Reflexionskoeffizient eines bestimmten Ports größer als 1 ist, wird eine positive Rückkopplung eingeführt, die den Verstärker instabil machen kann. Um unbedingte Stabilität zu gewährleisten, sollte der Realteil der Impedanz der Signalquelle, der Last, des Verstärkereingangs bzw. des Verstärkerausgangs größer als 0 sein.

  1. Um es zu verstehen, sollte ich, denke ich, zuerst verstehen, was mit Stabilität gemeint ist. Ist es BIBO-Stabilität (Bounded Input Bounded Output) oder bedeutet das, dass der Verstärker anfängt zu schwingen?

  2. Der Autor spricht von Last- (oder Eingangs-) Widerstand und positivem Feedback. Wenn der erste negativ ist, tritt der letzte auf. Warum? Wenn der Autor vom absoluten negativen Widerstand spricht, bedeutet dies, dass letzterer seine Spannung proportional zum Strom ändert (wie ein positiver Widerstand), aber sie zur Eingangsspannung hinzufügt (statt sie zu subtrahieren). Ich verstehe nicht, was das mit positivem Feedback zu tun hat.

  3. Positives Feedback bedeutet nicht unbedingt Instabilität. Sie hängt von den Polen der resultierenden Übertragungsfunktion ab. Also, was ist der Sinn dieser Analyse?

Antworten (1)

  1. Stabilität im HF-Verstärkerdesign:

Unbedingte Stabilität - Der Verstärker ist immer stabil, unabhängig von den Eingangs- und Ausgangsimpedanzen der Quelle/Last, die Sie ihm präsentieren.

Bedingte Stabilität - Es gibt eine Reihe von Impedanzen für Quelle und Last, für die der Verstärker stabil ist. Wenn die Quellen- oder Lastimpedanzen außerhalb dieses Bereichs liegen, kann der Verstärker instabil werden.

Wenn der Verstärker instabil ist, können Schwingungen auftreten.

  1. Ich habe den Artikel nicht vollständig gelesen und konnte die von Ihnen erwähnte Aussage nicht finden. Was ich weiß, ist, dass die bedingungslose Stabilität in einem Verstärkerdesign anhand der S-Parameter des Verstärkers überprüft werden kann, indem Rollets Bedingung überprüft wird:
    K = 1 − | S 11 | 2 − | S 22 | 2 + | Δ | 2 2 | S 12 S 21 | > 1
    und das:
    | Δ | = | S 11 S 22 − S 12 S 21 | < 1

Wenn Sie die Literatur zur Formulierung dieser Ausdrücke überprüfen, werden Sie auch feststellen, dass, wenn die Eingangs- / Ausgangsimpedanz des Verstärkers eine negative Realteilimpedanz aufweist (nicht zu verwechseln mit dem von Ihnen erwähnten Konzept), der Reflexionskoeffizient bei der Eingang/Ausgang wäre größer als 1, was zu möglichen Schwingungen führen würde.

  1. Wenn in einem Verstärker eine positive Rückkopplung auftritt, was bedeutet, dass ein Teil des Ausgangssignals zum Eingang des Verstärkers addiert wird, ist dies eine wesentliche Bedingung, um eine Oszillation in einem Verstärkerdesign zu starten. Wie bereits erwähnt, bedeutet eine positive Rückkopplung einen Reflexionskoeffizienten von mehr als 1 an jedem Port, was bedeutet, dass die unbedingten Stabilitätskriterien niemals erfüllt werden können.
Was ist die physikalische Verbindung zwischen negativem Widerstand und positiver Rückkopplung/Instabilität?
Stabilität eines HF-Verstärkers
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