Курсовая работа: Исследование обратной связи в усилителях

(4)

Т.е. коэффициент усиления усилителя, охваченного обратной связью, изменяется в (1- β К) раз по сравнению с исходным. Если модуль Ко.с. больше модуля К, то обратная связь называется положительной, если модуль Ко.сменьше модуля К, - отрицательной.

Величину (1- β К) называют глубиной обратной связи, произведение β К-петлевым усилением.

Коэффициент усиления усилителя возрастает при положительной обратной связи и уменьшается при отрицательной. Особый интерес представляет случай, когда усилитель с большим исходным коэффициентом усиления охвачен глубокой отрицательной обратной связью. Тогда из (.4) имеем

(5)

Таким образом, усиление подобного рода устройств почти не зависит от характеристик активных элементов, а полностью определяется параметрами цепи обратной связи. Так как цепь обратной связи состоит только из пассивных элементов, которые сравнительно легко сделать высокостабильными, то коэффициент усиления при этом будет стабильным.

В общем случае, считая β=const и дифференцируя (4) по К, получаем

или

(6)

т.е. введение в усилитель отрицательной обратной связи уменьшает относительную нестабильность коэффициента усиления на глубину обратной связи в (1- β К) раз.

Отрицательная обратная связь расширяет полосу пропускания исходного усилителя, т.е. в (1- β К) раз снижает нижнюю граничную частоту и повышает верхнюю (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2- Графики частотной характеристики RC-каскада без обратной связи (1) и того же каскада после введения отрицательной обратной связи (2).

По способу присоединения цепи обратной связи ко входу усилителя различают последовательную (рисунок.1 2 а,б) и параллельную (рисунок 1.2 в.г) обратные связи. Способ подключения цепи обратной связи к выходу усилителя позволяет получить связь по току (рисунок 1.2 б,г) или напряжению (рисунок 1.2 а,в).

2 Структурные схемы различных видов обратной связи.

Рисунок 1.3-Структурная схема и пример соответствующей принципиальной схемы, содержащей последовательную обратную связь по напряжению.

Рисунок 1.4-Структурная схема и пример соответствующей принципиальной схемы, содержащей последовательную обратную связь по току.

Рисунок 1.3-Структурная схема и пример соответствующей принципиальной схемы, содержащей параллельную обратную связь по напряжению.

Рис.4. Структурная схема и пример соответствующей принципиальной схемы, содержащей параллельную обратную связь по току.

Введение в усилитель последовательной по току или по напряжению отрицательной обратной связи увеличивает его входное сопротивление, а параллельной – уменьшает в (1- β К) раз.

Отрицательная обратная связь по напряжению (параллельная или последовательная) уменьшает исходное (без о.с.) значение выходного сопротивления, а по току–увеличивает в (1- β К) раз.

Усилитель с отрицательной обратной связью обязательно исследует на устойчивость против самовозбуждения. Усилитель с обратной связью будет работать устойчиво (не переходит в режим генерирования колебаний), если ни при каких условиях его использования знаменатель в формуле (4) не обращается в ноль.

Если из эммитерной цепочки RC-каскада исключить конденсатор, то в него будет введена последовательная по току отрицательная обратная связь (рис.4).

Пусть транзистор VT имеет крутизну рабочего участка передаточной вольт–амперной характеристики S. Тогда коллекторный ток, вызванный входным сигналом, будет равен