Устойчивость активных преобразователей сопротивлений. Существенным недостатком активных преобразователей является их потенциальная неустойчивость.

Электрическая цепь называется устойчивой, если в ней отсутствуют неограниченно нарастающие свободные составляющие напряжения или тока реакции. Так как свободная составляющая реакции представляет собой импульсную характеристику цепи, то при неограниченном нарастании импульсной характеристики с увеличением времени цепь будет неустойчивой. Если же импульсная характеристика цепи стремится к нулю при увеличении времени, то цепь будет устойчивой. Если устойчивую цепь вывести из состояния равновесия при помощи импульсного возмущения, то она вернется в исходное состояние. Неустойчивая цепь после импульсного возмущения в исходное состояние не вернется.

Для обеспечения затухания импульсной реакции цепи необходимо и достаточно выполнить условие устойчивости: «все вещественные полюсы и вещественные части комплексных полюсов входного сопротивления должны быть отрицательными, т. е. лежать в левой полуплоскости комплексной переменной . Если хотя бы один полюс окажется в правой полуплоскости, то соответствующее слагаемое импульсной реакции будет неограниченно расти и цепь будет неустойчивой.»

Например, конвертор сопротивления будет неустойчивым, если его входное сопротивление имеет отрицательную вещественную часть. Конвертор положительного сопротивления при имеет входное сопротивление с положительной вещественной частью и, следовательно, будет устойчивым. Конвертор отрицательного сопротивления потенциально неустойчив, так как при входное сопротивление может иметь отрицательную вещественную часть. Если входные зажимы такого конвертора замкнуть накоротко, то он будет устойчивым, так как при напряжении управляемый источник бездействует. Поэтому конвертор, содержащий источники напряжения, управляемые напряжением, устойчив при коротком замыкании зажимов.

Конверторы проводимости, выполненные по схеме рис.10.2,б, являются потенциально неустойчивыми при . Если входные зажимы такого конвертора разомкнуть, то он будет устойчивым, так как при токе , управляемый источник тока бездействует.

Поэтому конверторы, содержащие источник тока, управляемый током, устойчивы при холостом ходе. При нарушении устойчивости конвертора возникают автоколебания.

Все сказанное об устойчивости конверторов в равной степени относится и к устойчивости инверторов. Инверторы положительных сопротивлений и проводимостей потенциально устойчивы. Их неустойчивость может возникать только из-за наличия паразитных неучитываемых параметров управляемых источников. Инверторы отрицательных сопротивлений и проводимостей потенциально неустойчивы. Если вещественная часть входного сопротивления или проводимости принимает отрицательные значения, то в цепи могут возникнуть автоколебания или триггерные эффекты.

Применение преобразователей сопротивлений. Активные преобразователи сопротивлений находят широкое применение в активных фильтрах, различных корректирующих устройствах, при создании селективных усилителей и генераторов и во многих других случаях.

Так, например, гираторы часто используются в микросхемах безиндуктивных полосовых усилителей промежуточной частоты, таких как КФ548ХА1. Эта микросхема, выполненная по планарно-эпитак­сиальной технологии, содержит гираторный фильтр, который выполняет функции нерегулируемого селективного усиления сигналов с частотой 465 кГц и подавления сигналов за пределами полосы пропускания.

Поскольку основные применения гираторов сводятся к созданию эквивалентной индуктивности, то в табл. 10.1 приведены различные варианты гираторных схем замещения соединений индуктивностей. Таблица 10.1