Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Документы » В.В. Дуркин - Аналоговые электронные устройства - Конспект лекций

В.В. Дуркин - Аналоговые электронные устройства - Конспект лекций, страница 2

2021-09-01СтудИзба

Описание файла

Документ из архива "В.В. Дуркин - Аналоговые электронные устройства - Конспект лекций", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "схемотехника" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве НГТУ. Не смотря на прямую связь этого архива с НГТУ, его также можно найти и в других разделах. .

Онлайн просмотр документа "В.В. Дуркин - Аналоговые электронные устройства - Конспект лекций"

Текст 2 страницы из документа "В.В. Дуркин - Аналоговые электронные устройства - Конспект лекций"

Если в коллекторную цепь транзистора в схеме рис. 1.3, б включить резистор R3 и выход снимать с коллектора, то получим последовательную ООС по току, т.к. при коротком замыкании на выходе (R3 = 0) ОС будет работать.

В инвертирующем усилителе (рис.1.4) имеет место параллельная ООС по напряжению. Связь отрицательная, т.к. ток источника сигнала i1 втекает в узел 1, а ток ОС i2B вытекает. Параллельность ОС следует из её исчезновения при коротком замыкании на входе (R1 = 0), поскольку в этом случае ЦОС оказывается нагруженной на идеальный генератор ЭДС с нулевым внутренним сопротивлением.

Кроме вышеперечисленных ОС следует различать местную и общую ОС. Под первой понимают ОС, охватывающую один каскад усилителя, а под второй – весь усилитель или несколько каскадов.

1.2. Влияние ОС на передаточные свойства

устройства

Основное назначение ОС – передача сигнала с выхода устройства на его вход. Кроме того, существует и побочное (как правило нежелательное) влияние ОС на параметры и характеристики устройства. Во-первых, ЦОС шунтирует вход и выход устройства. Во-вторых, через ЦОС сигнал может просачиваться и в прямом направлении: с входа устройства на его выход. Классическая теория ОС пренебрегает побочным влиянием ОС, считая устройство с ОС однонаправленной системой (передача сигнала происходит только по направлениям, указанным стрелками на рис. 1.1), состоящей из взаимно независимых функциональных элементов: устройства и ЦОС. Однако, если допущение об однонаправленности системы имеет место для большинства реальных схем с ОС, то пренебрежением шунтирующим влиянием ЦОС может привести не только к количественным, но и качественным неверным выводам о характере воздействия ОС на параметры устройства.

Проблема учета взаимного влияния устройства и ЦОС решается наиболее просто, если для исследования систем с ОС использовать метод четырехполюсника (разд. 3.2 в [1] ), основанный на представлении устройства с ОС в виде регулярного встречного соединения двух трехполюсников: устройства без ОС и ЦОС, так как вход ЦОС подключен к выходу устройства, а выход ЦОС – к его входу. Так, например, параллельную ОС по напряжению (рис.1.2 в) можно рассматривать как встречное регулярное параллельное соединение этих трехполюсников. В табл. 3.1 [1] приведены yпараметры согласного соединения (вход со входом, выход с выходом) трехполюсников. Индексы "I" и "II" означают принадлежность yпараметров к устройству и ЦОС. Для перехода к yпараметрам встречного соединения необходимо сделать замену: , , , . Зная yпараметры соединения и воспользовавшись табл. 4.1 [1], можно найти выражение для параметров устройства с ОС.

Рассмотрим изложенную методику на примере вывода выражения для сквозного коэффициента передачи по напряжению усилителя, охваченного параллельной ОС по напряжению (рис. 1.2, в).

Для встречного регулярного параллельного соединения двух трехполюсников (ЦОС и устройством без ОС)

(1.1)

Допущения об однонаправленности системы математически записывается как и .

Подставляя yпараметры из (3.1)в выражения для сквозного коэффициента передачи по напряжению любого линейного четырехполюсника (табл. 4.1 [1])

(1.2)

и полагая, что условие однонаправленности системы выполняется, получим

, (1.3)

где индекс "F" означает принадлежность данного параметра устройству, охваченного ОС, , - проводимости источника сигнала и нагрузки.

При исследовании конкретных схем с ОС разделение схемы на ЦОС и основное устройство часто вызывает затруднения. Поэтому логичнее устройство с ОС представить в виде соединения каналов прямой и обратной передач (КПП и КОП). КПП отвечает за передачу сигнала в прямом направлении, т.е. с входа устройства на его выход, а КОП – в обратном: с выхода на вход. Если принять допущения классической теории ОС (однонаправленность и взаимная независимость каналов), то коэффициенты передачи КПП и КОП будут совпадать с коэффициентами передачи устройства без ОС и ЦОС.

При определении коэффициента передачи КПП ( * ) будем учитывать шунтирующее влияние КОП (ЦОС). При нахождении же коэффициента передачи КОП влиянием КПП пренебрегаем, т.к. взаимное влияние каналов было уже учтено при определении * . Такое разделение КПП и КОП обладает достаточной наглядностью и дает аргументированный ответ о возможности применения допущения о взаимной независимости этих каналов.

Из (1.3) следует, что ,

.

Умножая и деля второй член в квадратных скобках на проводимость и вводя обозначение

, (1.4)

получим

, (1.5)

где Bкоэффициент передачи ЦОС.

Таблица 1.1. Значения параметров выражения (1.5) для различных видов ОС

Вид ОС

Параллельная по напряжению

Последовательная

по напряжению

Параллельная

по току

Последовательная

по току

Обратите внимание, что коэффициент передачи КПП Ke* – это коэффициент передачи устройства с учетом шунтирующего влияния ЦОС!

Выражение (1.5) справедливо для любого вида ОС, только в зависимости от вида ОС будут изменяться значения параметров, входящих в это выражение (табл. 1.1).

Как видно из рис.1.2, в КПП и ЦОС составляют замкнутое кольцо, которое принято называть петлей обратной связи. Для количественной оценки ОС применяют коэффициент усиления вдоль разомкнутой петли ОС, который называется коэффициентом петлевого усиления и обозначается через . Очевидно, что

(1.6)

Наряду с используется возвратное отношение

(1.7)

и глубина ОС (возвратная разность)

(1.8)

– параметр, показывающий, как изменится коэффициент передачи устройства при введении ОС.

Из (1.5), (1.6) и (1.8) следует, что

. (1.9)

Если шунтирующим влиянием ЦОС можно пренебречь то, вне зависимости от вида ОС, из табл. 1.1 получим, что

, (1.10)

а выражение (1.9) примет классический вид

. (1.11)

Возвратное отношение (1.7) – величина комплексная, характеризуемая модулем T и аргументом , где и – аргументы комплексных коэффициентов передачи и . Отрицательный знак перед в (1.7) говорит о том, что петля ОС спроектирована таким образом, что включает постоянный (частотно-независимый) фазовый сдвиг равный .

Аргумент же зависит от частоты и при фазовый сдвиг вдоль петли ОС будет равен или , а при , т.е. в первом случае ОС – положительная, а во втором – отрицательная (см. разд. 1.1). Так как на разных частотах значения различно, то вид ОС при изменении частоты от 0 до будет меняться не один раз, в зависимости от числа нулей и полюсов передаточной функции T(p).

Таким образом, при , т.е. при ООС

и глубина ОС

, (1.12)

т.е. ООС уменьшает коэффициент усиления в F раз, что является наиболее существенным недостатком такого вида ОС.

При ПОС и , а

. (1.13)

При T = 1 F = 0 и , что физически соответствует самовозбуждению устройства, т.е. оно превращается в генератор незатухающих колебаний. Возбудившееся устройство не может выполнять свои прямые функции, поэтому самовозбуждения устройства в эксплуатационных условиях недопустимо. Более подробно вопросы устойчивости устройств с ОС будут изложены в разд. 1.8.

1.3. Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления

Влияние ОС на входное сопротивление зависит от знака, глубины и способа подачи ОС на вход устройства и не зависит от способа снятия ОС с его выхода.

Для получения количественных соотношений следует воспользоваться теоремой Блекмана.

(1.14)

где , – сопротивление между двумя любыми точками схемы без ОС и при наличии её; – глубина ОС в режимах короткого замыкания и холостого хода между этими же точками.

Для входного сопротивления выражение (1.14) примет вид

, (1.15)

где индекс "1" у глубины ОС говорит о том, что соответствующие режимы осуществляются на входе устройства.

Если связь параллельная (рис. 1.2,в и рис. 1.2,г), то F1КЗ = 1 (ОС в режиме короткого замыкания, т.е. при Z1 =0, не действует) и

. (1.16)

При ООС и , т.е. параллельная (не важно по току или напряжению) ООС уменьшает входное сопротивление устройства.

Выражение для через y-параметры можно найти, если воспользоваться табл.1.1. Например, для параллельной ООС по напряжению и при отсутствии шунтирующего влияния ЦОС.

и

. (1.17)

Из неравенства следует, что ОС сильнее влияет на входное сопротивление, чем на коэффициент передачи. Причем это утверждение относится к любому способу подачи ОС на вход устройства. Физически это можно объяснить следующим образом. Входное сопротивление устройства с ОС (рис.1.2 в) . При введении ООС , т.е. ЦОС подает на входной узел ток ОС, но не нагружает этот узел дополнительной проводимостью (мы сделали допущения об отсутствии шунтирующего влияния ЦОС). Выходное напряжение . Коэффициент передачи K=U2/U1=const определяется только параметрами АЭУ и не зависит от того, есть ОС или нет, . Таким образом, при введении ООС возрастает ток , потребляемый от источника сигнала, уменьшая напряжение и , а значит и коэффициент передачи . Входное сопротивление будет изменяться сильнее, так как будет не только уменьшаться напряжение , но и возрастать ток .

При последовательной ОС (рис. 1.2 а и рис. 1.2 б) (ОС не действует в режиме холостого хода на входе) и из (1.15) следует, что

. (1.18)

Таким образом, последовательная ООС ( ) увеличивает входное сопротивление устройства, что во многих случаях является положительным фактором.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее