4. Собственная компенсация влияния частотных свойств мультидифференциальных ОУ

Соотношение (44) с учетом структуры идеализированной передаточной функции

(54)

можно интерпретировать сигнальным графом, изображенным на рис. 7. С учетом выражений (54), (44), (46) и (47) можно получить векторный сигнальный граф (рис. 8) системы с учетом влияния i-го МОУ. Наличие узла

(55)

не изменяет структуру и смысл локальной функции, т.к. любую компоненту вектора можно рассматривать как равную единице разность передач пассивной части цепи на инвертирующий и неинвертирующий входы.

Из рассмотрения векторного сигнального графа следует важный в теоретическом отношении вывод: изменение локальных передаточных функций и при фиксированной передаточной функции возможно тогда и только тогда, когда дифференциальный вход x_i i-го МОУ связан с дополнительным входом схемы.

Для доказательства этого утверждения введем вектор

, . (56)

В этом случае рассматриваемая структура будет описываться следующей системой уравнений:

(57)

где .

Рис. 7. Сигнальный граф электронной схемы при влиянии i-го МОУ

Рис. 8. Векторный сигнальный граф электронной системы

при влиянии i-го входа МОУ

Решение системы уравнений (57) приводит к следующему результату:

, (58)

.

При обращении матрицы воспользуемся методом пополнения:

. (59)

Следовательно, передаточная функция структуры

, (60)

где ; (61)

. (62)

Таким образом, введение вектора W обеспечивает изменение только локальных функций и , со-храняя при этом неизменными передаточную функцию идеализированной системы Ф_u(p) и передаточную функцию на выходе i-го активного элемента F_i(p). Изменение знака в (61) и (62), как это видно из (56), достигается за счет дифференциальных свойств активных элементов схемы.

Полученный результат имеет достаточно простую физическую трактовку. При идеальном активном элементе () дифференциальный входной сигнал x_i не зависит от частоты, а при бесконечном статическом коэффициенте усиления этот сигнал равен нулю и дополнительный контур обратной связи прекращает свое действие, что в конечном счете и сохраняет неизменным не только идеализированную передаточную функцию, но и локальную функцию F_i(p). Таким образом, получение топологических условий собственной компенсации является достаточным.

Покажем их единственность. Из соотношений (46) и (57) следует, что для сохранения функций Ф_u(p) и F_i(p) необходимо сохранить не только матрицы В и В, но и набор векторов Т, А, А,. Единственная незафиксированная составляющая набора предложенных функций u_i связывает вход i-го активного элемента источником x. Действительно,

, (63)

.

Этот вывод подтверждается и рассмотрением векторного сигнального графа (рис. 8). Создание параллельного пути передачи от узла x_i к выходу схемы возможно только его соединением с дополнительным входом схемы и, следовательно, как это видно из (21), со входами активных элементов. Таким образом, сформулированное условие является единственным.

Ответ на вопрос об уровне компенсации в общем случае остается открытым, так как зависит от структуры матрицы [В + В] и вектора W. Из (63) видно, что в общем случае полную компенсацию обеспечить невозможно в силу неосуществимости условия

. (64)

В этой связи применение настоящего результата при решении практических задач связано с анализом структуры поправочных полиномов электронных схем различного функционального назначения.