Раздел 2. Обратная связь 1 Основные определения и классификация
 Скачать 0.5 Mb.
|
Рисунок 2.12 – Пример параллельной по способу подачи ОСб  ). Последовательная ОСРисунок 2.13 – Пример последовательной по способу подачи ОСб  ). Комбинированная ОСРисунок 2.14 – Пример комбинированной по способу подачи ОС При определении конкретного способа подачи ОС в приведенных примерах (а особенно в более сложных цепях организации ОС) используется метод холостого хода и короткого замыкания, рассмотренный выше. В данном случае опыт ХХ и КЗ применяется к источнику сигнала, и определение способа подачи ОС будет выполняться в соответствии с табл.2.3. Таблица 2.3 – Применение метода холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ) для определения способа подачи ОС
Таким образом, если напряжение ОС перестает подаваться на вход при обрыве источника сигнала, то в схеме – последовательная ОС. Если же оно перестает подаваться при коротком замыкании источника сигнала, то ОС параллельная. Если напряжение ОС не исчезает ни при обрыве, ни при замыкании источника сигнала, то в схеме – комбинированная ОС по способу подачи. 2.2.3 Примеры реализации схем усилителей с ОС На рисунках 2.15 – 2.17 приведены структурные схемы усилителей с различными способами снятия и подачи ОС.  Рисунок 2.15 – Усилитель с параллельной ОС по способу снятия и подачи.  Рисунок 2.16 – Усилитель с последовательной ОС по способу снятия (по току) и комбинированной ОС по способу подачи.   Рисунок 2.17 – Усилитель с последовательной ОС по способу подачи и параллельной ОС по способу снятия (по напряжению). На рисунках 2.18 – 2.22 приведены примеры принципиальных схем усилителей на основе биполярных транзисторов и операционных усилителей, охваченных обратной связью. На рисунке 2.18 изображена схема усилительного каскада с коллекторной стабилизацией, в которой ОС создается с помощью резистора Rб. На рисунке 2.19 показана видоизмененная схема усилителя, из которой видно, что в каскаде применена обратная связь, параллельная по способу снятия и по способу подачи.  Рисунок 2.18 – Усилительный каскад с коллекторной стабилизацией (КС)  Рисунок 2.19 – Видоизмененная схема усилительного каскада с КС и цепью ОС Схема обратной связи, последовательной по способу снятия и подачи применена в схеме усилителя на биполярном транзисторе, включенном с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией (рисунок 2.20). На рисунке 2.21 изображена упрощенная видоизмененная схема усилительного каскада по переменному току (без цепей подачи смещения, влияние которых учтено в эквивалентном сопротивлении источника Rист.экв), из которой видно, что сопротивление в цепи эмиттера транзистора Rэ является элементом обратной связи.  Рисунок 2.20 – Усилительный каскад с эмиттерной стабилизацией (ЭС)  Рисунок 2.21 – Видоизмененная схема каскада с ЭС и цепью ОС На рисунке 2.22 приведена схема инвертирующего усилителя на базе операционного усилителя (ОУ). Нетрудно видеть, что в данной схеме также применена ООС, параллельная по способу снятия и подачи. В качестве второго провода четырехполюсника обратной связи используется общий (земляной) провод.  Рисунок 2.22 – Инвертирующий усилитель на основе ОУ 2.2.4 Влияние ОС на входное и выходное сопротивление Общее выражение для входного сопротивления известно в теории обратной связи как формула Блекмана для входной цепи усилителя с ОС.  , (2.6) где: F*кз1 и F*хх1 – сквозная глубина ОС, измеренная, соответственно, в режиме короткого замыкания и холостого хода сопротивления источника сигнала. Учитывая, что F*=1+K*, при последовательной ОС в режиме холостого хода источника сигнала обратная связь исчезает, т.е. = 0 и F*хх1 = 1. В то время как в режиме короткого замыкания источника обратная связь максимальна, F*кз1 >> 1. Тогда  , таким образом, при последовательной ОС результирующее входное сопротивление усилителя возрастает.При параллельной ОС в режиме холостого хода источника сигнала глубина обратной связи максимальна (F*хх1 >> 1), а в режиме короткого замыкания источника связь исчезает (F*кз1 = 1). Таким образом, при параллельной ОС  , т.е. входное сопротивление уменьшается.При комбинированной ОС все будет зависеть от соотношения элементов, создающих последовательную и параллельную составляющие ОС (коэффициент не будет равен нулю ни при ХХ, ни при КЗ источника сигнала) и Zвх может либо уменьшиться, либо увеличиться, либо остаться неизменным. Выбором соотношения между F*к.з.1 и F*х.х.1 можно получить любое наперёд заданное значение входного сопротивления устройства. Общее выражение для выходного сопротивления также определяется в соответствие с формулой Блекмана для выходной цепи усилителя с ОС.  , (2.7) где: F*кз2 и F*хх2 – сквозная глубина ОС, измеренная, соответственно, в режиме короткого замыкания и холостого хода сопротивления нагрузки. Применяя ту же методику анализа, что и для входного сопротивления, можно сделать вывод, что выходное сопротивление уменьшается, если ОС снимается параллельно нагрузке и возрастает при последовательной по способу снятия ОС. 2.2.4 Влияние ОС на коэффициенты усиления Характер влияния ОС на коэффициенты усиления определяется способом подачи на вход и не зависит от способа снятия с выхода усилителя. При любом способе подачи сквозной коэффициент усиления по напряжению уменьшится в глубину обратной связи раз  , (2.8)где F* = 1 + K*– сквозная глубина ООС. При последовательной по способу подачи ООС коэффициент усиления по напряжению  , (2.9)где  .Поскольку при введении в усилитель последовательной по входу ООС сквозной коэффициент усиления устройства уменьшается в глубину обратной связи F*, то во столько же раз уменьшатся значения Uвых, Iвых, которые были в усилителе без ООС. Для восстановления прежних значений Uвыхи Iвых потребуется увеличить ЭДС Еист тоже в сквозную глубину ООС Еист ОС = ЕистF*. Коэффициент усиления по току всего устройства останется таким же, каким он был до введения последовательной по входу ООС, поскольку после увеличения ЭДС источника сигнала ток Iвх стал прежним (и равным Iист), следовательно  (2.10)При параллельной по способу подачи ООС сквозной коэффициент усиления по напряжению, согласно (2.5) уменьшится  .Для восстановления прежних значений Uвыхи Iвых потребуется увеличить ЭДС Еист тоже в сквозную глубину ООС Еист ОС = ЕистF*. После выполнения этой операции напряжение сигнала на выходе усилителя (а, следовательно, и на входе всего устройства) тоже станет прежним. Следовательно, коэффициент усиления по напряжению устройства при введении параллельной по входу ОС не изменится  . (2.11)Коэффициент усиления по току всего устройства  , (2.12)где  .Комбинированная по входу ОС совмещает в себе последовательную и параллельную по входу обратные связи. Коэффициент усиления по напряжению устройства с комбинированной по входу ООС будет определяться выражением (2.9), полученным для последовательной по входу ОС, поскольку параллельная по входу ОС на коэффициент усиления по напряжению не влияет. Коэффициент усиления по току устройства при комбинированной по входу ООС будет определяться выражением (2.12), полученным для параллельной по входу ОС, поскольку последовательная по входу ОС на коэффициент усиления по току не влияет. Основные соотношения, показывающие влияние ОС на коэффициенты усиления, входное и выходное сопротивление, сведены в таблицу 2.3. Таблица 2.3 – Влияние ОС на параметры усилителя.
Влияние отрицательной обратной связи на собственные помехи и нелинейные искажения усилителей | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
