Последовательная обратная связь по напряжению

На входе усилителя действует алгебраическое суммарное напряжение входного сигнала и напряжение ОС

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.20)

Напряжение на выходе усилителя, охваченного обратной связью, равно

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.21)

Разделив обе части уравнения (10.21) на Последовательная обратная связь по напряжению , получим

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.22)

Это соотношение, связывающее коэффициент усиления усилителя Последовательная обратная связь по напряжению , охваченного обратной связью, и усилителя без обратной связи, является основным соотношением в теории усилителей с обратной связью. Величина Последовательная обратная связь по напряжению – характеризует усиление и характер петли обратной связи. Величину ( Последовательная обратная связь по напряжению ) называют глубиной обратной связи.

Поскольку в общем случае Последовательная обратная связь по напряжению и Последовательная обратная связь по напряжению , где jк и jb фазовые сдвиги напряжения сигнала, вносимые соответственно усилителем и звеном обратной связи, выражение (10.22) можно записать в виде

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.23)

При Последовательная обратная связь по напряжению Последовательная обратная связь по напряжению , т.е. коэффициент обратной связи есть величина вещественная и отрицательная

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.24)

Таким образом, если сигнал обратной связи поступает на вход усилителя в противофазе со входным сигналом, то коэффициент усиления усилителя уменьшается в 1+bК раз. Такую обратную связь называют отрицательной обратной связью.

Отрицательная обратная связь ослабляет влияние всех изменений коэффициента усиления К, в том числе, связанных с неравномерностью частотной характеристики; расширяет полосу пропускания как в сторону низких, так и в сторону высоких частот; уменьшает частотные искажения. ООС уменьшает возникающие в усилителе нелинейные искажения. Если при ООС Последовательная обратная связь по напряжению , то говорят, что усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.25)

В этом случае коэффициент усиления усилителя определяется только коэффициентом передачи цепи обратной связи и не зависит от собственного коэффициента усиления К усилителя.

Если величина bК вещественная и положительная, то сигнал обратной связи совпадает по фазе со входным сигналом, усилитель охвачен положительной обратной связью. Коэффициент усиления усилителя при этом возрастает в 1 – bК раз. При Последовательная обратная связь по напряжению в усилителе возникает условия для самовозбуждения усилителя, охваченного положительной обратной связью. Такой режим работы нашел применение в генераторах напряжения.

Сущность самовозбуждения заключается в следующем: любой малый входной сигнал, вызванный наводками или колебаниями параметров активных элементов, усиливается и возвращается обратно на вход усилителя. Суммируясь со входным сигналом, он вызывает появление большого входного сигнала. В реальных усилителях наступает ограничение выходного сигнала, и появляются незатухающие колебания.

Положительная обратная связь, увеличивающая коэффициент усиления, в электронных усилителях практически не применяется, так как при этом стабильность коэффициента усиления значительно ухудшается.

Для качественной оценки действия цепи обратной связи определим стабильность коэффициента усиления усилителя с обратной связью. Для этой цели продифференцируем выражение (10.25)

Последовательная обратная связь по напряжению ,

тогда относительное изменение коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной связью определяется как

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.26)

Откуда следует, что относительное изменение коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной связью в (1+bК) раз меньше относительного изменения коэффициента усиления усилителя без обратной связи. При этом стабильность коэффициента усиления повышается с увеличением глубины обратной связи.

Физический смысл повышения стабильности коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной связью заключается в том, что при изменении коэффициента усиления усилителя К изменяется напряжение обратной связи Последовательная обратная связь по напряжению , приводящее к изменению входного напряжения усилителя, препятствующего изменению выходного напряжения. Стабильность коэффициента усиления усилителя при введении ООС широко используется для улучшения амплитудно-частотной характеристики усилителей переменного сигнала (рис. 10.15), при этом полоса пропускания усилителя Df расширяется.

Последовательная обратная связь по напряжению Рассмотрим влияние последовательной обратной связи на входное и выходное сопротивления в диапазоне средних частот. Входное сопротивление усилителя с обратной связью определяется как

Последовательная обратная связь по напряжению .

Используя соотношение Последовательная обратная связь по напряжению , получим Последовательная обратная связь по напряжению , т.е. входное сопротивление каскада при последовательной обратной связи по напряжению возрастает в 1 + bК раз, а положительная обратная связь уменьшает его в Последовательная обратная связь по напряжению раз.

Найдем выходное сопротивление усилителя по значению выходного тока Iвых, протекающего под действием приложенного напряжения Uвых, при замкнутом генераторе на входе Последовательная обратная связь по напряжению

Последовательная обратная связь по напряжению .

Выходной ток определяется выражением

Последовательная обратная связь по напряжению , (10.27)

при этом

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.28)

Подставим выражение (10.28) в (10.27) и получим

Последовательная обратная связь по напряжению , (10.29)

Последовательная обратная связь по напряжению . (10.30)

Из выражения (10.30) видно, что выходное сопротивление усилителя, охваченного ООС уменьшается. увеличение входного и уменьшение выходного сопротивлений усилителя с ООС – очень ценные свойства для оконечных каскадов усилителя; обеспечивается меньшая зависимость выходного напряжения усилителя при изменении сопротивления нагрузки, усилитель приближается к идеальному источнику напряжения.

Случайные записи:

Лекция 198. Последовательная обратная связь по напряжению


Похожие статьи:

  • Последовательная обратная связь по току

    Структурная схема усилителя с последовательной обратной связью по току приведена на рис. 10.16. Напряжение обратной связи Uос снимается с резистора Rос,…

  • Обратные связи в усилителях

    Для улучшения стабильности усиления, изменения входного и выходного сопротивления, уровня линейных и нелинейных искажений, амплитудно-частотных,…

  • Последовательная ос по току

    При последовательной обратной связи по току в выходной цепи усилителя включается специальный резистор , падение напряжения на котором пропорционально…

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.