Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
M. Shahraki
Analog Electronics (Electronics III)
By: M. Shahraki
University of Sistan & Baluchestan Faculty of Electrical and Computer Engineering
Department of Electrical & Electronics Engineering
2
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
)1)(1)(1(
100)(
321 P
S
P
S
P
Ssa
1
1 )(1 sP
1
2 )(2 sP
1
3 )(4 sP
0ff
)1)(1)(1(
100)()(
321
0
P
S
P
S
P
S
ffsasT
)(1
)(
)(1
)()(
sT
sa
fsa
sasA
3
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک)
41)(
21)(
11(
100)()( 0
SSS
ffsasT
j
-1 -2 -4
0)(1 sT
0100)4
1)(2
1)(1
1( 0 fSSS
)(1
)(
)(1
)()(
sT
sa
fsa
sasA
4
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک0100)
41)(
21)(
11( 0 f
SSS
0800)4)(2)(1( 0 fSSS 08008147 023 fSSS
jS
مرز ناپایداری08008147 0
23 fjj
080087 02 f
0143 jj 1)(74.314 s
1125.00 f
sMrad /74.3
1125.00 f
پایدار استکننده تقویت
5
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
vs
50 Ω
vo
Q1 Q2 Q3
0.5 kΩ
0.2 kΩ
0.1 kΩ
RF
موازی –فیدبک ولتاژ بهره مقاومتی
is50Ω
vo
Q1 Q2 Q3
0.5 kΩ
0.2 kΩ
0.1 kΩ
RFRF
3CF RR
SF RR
6
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک Ka 3540
1
1 )(0251.0 nsP
1
2 )(0946.0 nsP
1
3 )(409.0 nsP
1
4 )(58.9 nsP
1
5 )(22.18 nsP 16 )(56.28
nsP
34 PP
قطب اول موثر هستند 3فقط صفر خیلی دور نیز می باشد، که از آنها صرفنظر می شود 3تابع تبدیل دارای
)409.0
1)(0946.0
1)(0251.0
1(
)( 0SSS
asa
7
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
)409.0
1)(0946.0
1)(0251.0
1(
)( 0SSS
asa
0)(1
)()(
fsa
sasA
0)()( fsasT 00
)409.0
1)(0946.0
1)(0251.0
1(
1)(1 fSSS
asT
0)409.0
1)(0946.0
1)(0251.0
1( 00 faSSS
)1(107.90516.0528.0 00423 faSSS
8
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک0)1(107.90516.0528.0 00
423 faSSS
jS
مرز ناپایداری0)1(107.90516.0528.0 00
423 fajj
)1( 000 faD
ضریب عدم حساسیت
00516.03 jj
0107.9528.0 042 D
0516.02 sGradns /227.0)(227.01
1.28107.9
0516.0528.040
D
ka
Df
354
1.271
0
00
1
0 0767.0(max) mf
9
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
is50Ω
vo
Q1 Q2 Q3
0.5 kΩ
0.2 kΩ
0.1 kΩ
RFRF
if FO
f
Rv
if
10
1
0 0767.0
1
(max)
1(min)
mfRF
1
0 0767.0(max) mf
kRF 13(min)
شرط پایداری kRF 13
10
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
فیدبک در حوزه فرکانسناپایداری تقویت کننده های 3
4)
101(
1000)(
Ssa
3
4
00
)10
1(
1000)()(
S
ffsasT
340)
101(1000)(
SfsT )
10(tan3)( 4
1 sT
)10
(tan3180 41 C 60)
10(tan 4
1 C 4103C
1|
)10
1(
1000|)(
3
4
0
C
c j
fjT
008.00 f
شرط پایداری
11
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
فیدبک در حوزه فرکانسناپایداری تقویت کننده های
3
4
00
)10
1(
)(S
fasT
008.00 f
004.00 f
4103C
2
1|
)10
1(
1000|)(
3
4
0
C
c j
fjT
)
)(
1log(20
cjTGM
dBGM 6
1|
)10
1(
1000|)(
3
4
0
g
g j
fjT
41023.1 g
3
4)
101()(
g
g
jjT
66.152)( gjT
)(180 gjTPM 33.27PM
12
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
))1010(2
1)()101(2
1)()101.0(2
1(
10)(
666
5
SSSsa
MHzP 1.01 MHzP 12 MHzP 103
0ff
dBa 1000
13
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
0.01 0.1 1 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
MHzP 1.01
MHzP 12
MHzP 103
dBa 1000
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
0)()( fsasT
)()( sasT
)log(20)()( 0fsasT
14
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
0.01 0.1 1 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
)log(20)()( 0fsasT dBdB
60)log(20 0 f
3)log( 0 f
3
0 101(max)f
مرز ناپایداریdBsT
dB0)(
180)(sT
dB60
15
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
0.01 0.1 1 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
85)log(20 0 f
dBGM 258560
5
0 1062.5f
محاسبه حاشیه پایداری به ازای
))(
1log(20
jTGM
)log(20|)(|log20 0fjaGM dB25
dB85
16
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
0.01 0.1 1 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
180PM
5
0 1062.5f
محاسبه حاشیه پایداری به ازای
112
68112180PM
dB8585)log(20 0 f
17
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
))1010(2
1)()105(2
1)()101(2
1(
10)(
666
4
SSSsa
MHzP 11 MHzP 52 MHzP 103
0ff
dBa 800
18
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
0.1 1 5 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0 MHzP 11
MHzP 52
MHzP 103
dBa 800
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
0)()( fsasT
)()( sasT
)log(20)()( 0fsasT
19
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
)log(20)()( 0fsasT dBdB
56)log(20 0 f
8.2)log( 0 f
3
0 1058.1(max)f
0.1 1 5 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
مرز ناپایداریdBsT
dB0)(
180)(sT
dB56
20
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
80)log(20 0 f
dBGM 248056
4
0 101f
محاسبه حاشیه پایداری به ازای
))(
1log(20
jTGM
)log(20|)(|log20 0fjaGM
0.1 1 5 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
dB24
dB80
21
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
180PM
4
0 101f
محاسبه حاشیه پایداری به ازای
12060180PM
0.1 1 5 10 100 1000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
135
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
6080)log(20 0 f
dB80
22
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
vs
50 Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2 RC3
RF
RL50 Ω
MHzP 11
MHzP 102
MHzP 1003
VAa /10000
dBa 60|| 0
iO
23
M. Shahraki
vs
50 Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2
RF
RL50 Ω
RF
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
vs
50 Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2 RC3
RF
RL50 Ω
سری –فیدبک جریان (Ω-1)بهره رسانایی
3CL RR
SF RR
LF RR
24
M. Shahraki
vs
50 Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2
RF
RL50 Ω
RF
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
iO -
Vf +
F
O
fR
i
vf 0
MHzP 1.01
MHzP 12
MHzP 103
VAa /10000
dBa 60|| 0
25
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
0.1 1 10 100 1000
60
40
20
0
-20
A0
MHzP 11
MHzP 102
MHzP 1003
dBa 600
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
0)()( fsasT
)()( sasT
)log(20)()( 0fsasT
26
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
)log(20)()( 0fsasT dBdB
20)log(20 0 f
1)log( 0 f
1.0(max) 0fRF
مرز ناپایداریdBsT
dB0)(
180)(sT
0.1 1 10 100 1000
A0 90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
dB20
60
40
20
0
-20
27
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
35)log(20 0 f
dBf 15)log(2020 0
0178.00 fRF
:تعیین فیدبک برای حاشیه پایداری
))(
1log(20
jTGM
)log(20|)(|log20 0fjaGM
0.1 1 10 100 1000
A0 90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
60
40
20
0
-20
dB20
dBGM 15
28
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
180PM
00708.00fRF
: تعیین فیدبک برای حاشیه پایداری
60180
43)log(20 0 f
0.1 1 10 100 1000
A0 90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
60
40
20
0
-20
60PM
120 120
dB43
)log(20)()( 0fsasT dBdB
29
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
vs
50 Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2 RC3
RF
MHzP 251
MHzP 1002
MHzP 5003
AVa /1060
30
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
vs
50 Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2 RC3
RF
موازی –فیدبک ولتاژ بهره مقاومتی
is50Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2 RC3
RFRF
3CF RR
SF RR
31
M. Shahraki
is50Ω
vo
Q1 Q2 Q3
RC1 RC2 RC3
RFRF
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
if
FO
f
Rv
if
10
MHzP 301
MHzP 1002
MHzP 5003
AVa /1060
32
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
FO
f
Rv
if
10
MHzP 301
MHzP 1002
MHzP 5003
AVa /1060
dBa 120|| 0
FO
f
Rv
if
10
AVa /1060
33
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
1 10 100 1000 10000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0
MHzP 301
MHzP 1002
MHzP 5003
dBa 1200
90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
0)()( fsasT
)()( sasT
)log(20)()( 0fsasT
34
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
)log(20)()( 0fsasT dBdB
93)log(20 0 f
5
0 1023.2f
Kf
RF 441
(min)0
مرز ناپایداریdBsT
dB0)(
180)(sT
1 10 100 1000 10000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0 90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
dB93
35
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
108)log(20 0 f
dBf 15)log(2093 0
6
0 1098.3f
:تعیین فیدبک برای حاشیه پایداری
))(
1log(20
jTGM
)log(20|)(|log20 0fjaGM
dBGM 15
1 10 100 1000 10000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0 90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
Cf
dB93
Kf
RF 2511
0
36
M. Shahraki
Instability In Feedback Amplifiers ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
ناپایداری تقویت کننده های فیدبک
180PM
6
0 1016.3f
: تعیین فیدبک برای حاشیه پایداری
60180
110)log(20 0 f
60PM
120
)log(20)()( 0fsasT dBdB
1 10 100 1000 10000
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
A0 90
0
-45
-90
-135
-180
-225
-270
dB110
Kf
RF 3161
0
120