Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 79
Текст из файла (страница 79)
8-1. А именно положим, что в реальном случае на вход четырехполюсннка А попадаег доля з,„ величины т, н доля $, величины и, а в нагрузку (и тем самым на вход четырехполюсннка я) — доля з, „ величины и, [коэффицненты входа и выхода 5,„н 5„,„уже нспользовалнсь в формулах (7-4) и (7-7)). Поскольку входная пепь — общая для генераторов Г н х н поскольку величины т, и т, передаются на один н тот же участок этой цепи; имеет место равенство ~, = $„,. В результате можно записать соотношеннгн нз которых первые два позволяют найти т„а третье после подста- новки т, дает выражение (8-4а) совпадающее по форме с (8-1), но с коэффициентом прямой передачи А' = — = Айваз.лрх. тг (8-4б) Палимо передаточного параметра всегда предстэвлягот интерес входное и выходное сопротивления усилителя с обратной связью.
Зависимость этих сопротивлений от глубины обратной связи также люжно исследовать в абшем виде, не конкретизируя схемы аа рис. 8-1. Напомним, что входное сапротивленче опредеаяется величиной т х (а не тг), т. е. генератор Г при оценке /1вх нужно считать идеальным '. Тогда ар тл твхсвх твьвх р та=к'тх вых е где 5'„~$вю поскольку генератор Г считается идеальным. Из приведенных соотношений следует: рявхввх 1 + А$вх$вых (8-5) Поскольку в отсутствие цепи обратной передачи т! = тв, приходим к выводу, что наличие цепи к приводит к уме н ь ш е н и ю величины т, по двум причинам: из-за конечного выходного сопротивления генератора к (т. е. в связи с тем, что Цх С 1), а главное, благодаря обратной связи, характеризуемой глубиной 1 + кАЦ а . Таким образам, если величины т х и тх — напряжения, то благодаря обратной связи уменьшается напряжение (/ь что приводит к уменьшению тока 1г и соответственно увеличению эквивалентного в ход но го с оп рот и ален и я (определяемого как (/ х/1л).
Если жевелнчины т х и тл — токи, та благодаря обратной связи умевьшэется ток 1ь что приводит к уыеньшению напряжения 1/х и соответственна уз ел и ч е н и ю э к н ив а л е н т н о й в х о д н о й п р о в о д и м о с т н (1в 1(/л), а э к в н в а л е н тиос входное сопротивление ((/л//вх) уменьшается. Дяя гаго чтобы оценить выходное сопротивление, следует учесть, что аяо определяется величиной т,„х, з ада на ем о й в отсу т с та не н а г р у зк и и в х одного с н г н а л а (т„= 0). Влияние выходного сопротивления пронвлЯетсн в Различии величин тв й т,ых, поэтомУ РассматРим зависимосРь Разности т — т„,х от глУбины обРвтиой свюзи. Из Рис. 8.1 видно, па в агсУтсгвие йв его Роль игРает входное сапРотивление четыРехполюсника и. ПоэтомУ, чтобы оценить выходное сопротивление усилителя хз чистом видев, опустим ие толька /1и, но и Кы.
Тогда,з ада в из в не величину т,ых, можем записать: тх= — к~вхАтвых и, следовательно, (Л/в — твлр,)о.выв — твлм О+!/4$вх). (8-6) ' в .' р р р р в вр рр , р р-р. Таким образом, общие выражения (8-1) — (8-3) действительны для любой реальной однонаправленной сист ем ы, если характеризовать усилительную способность отношением величины т„в нагрузке к величине т„в генераторе сигнала (что было обосновано в сноске на с. 330). Поскольку,в отсутствие цепи обратной передачи лаа — — О, т.
е. ач — ш,п„= — анена, приходим к выводу, что наличие цепи х приводит к у не л и ч е и и ю разности т, — пень . Таким образом, если величины те и шант — напряжения, то увеличение разяосш (1а — (гаьж (благодаря обратной связи) влечет увеличение тока через внутреннее сопротивление генератора (1е, а вместе с тем и выходного тока. При заданной э.д.с. (1 зто равносильно уменьшению эквивалентного выходного сопротивления (определяемого как — (1 „11 и,).
Если же величины тт и п~ „„— токи, то увеличение разности 1а — 1 „„(благодаря обратной связи) влечет увеличение напряжения на ~г г уй=Та,гиг абых Тйых "З ()мРЗ Мй()М/Разек Уах 11 К;=уха ОЛ жоата ту ась =укттгбмл МЯ "Т~Ф)быт Рис. 8-2. Скелетаые схемы усилителей с обратной связью. а — поеледоеательной по напраженню; б — параллельной по напряжению: е — посладоаательной по току; е — параллельной по току.
внутреннем сопротивлении генератора 1т, а вместе с тем и на выходе. При з а д а ином токе 1„„это равносильно уменьшению зквивалеитной выходной п ро води мости (определяемой как — 1„,к1(1а„й и у ве. личению эквивалентного выходного сопротйвлеиия. В обоих случаях в величину эквивалентного выходного сопротивления можно внести поправку на входное сопроп~вление цепи и, которым раныпе пренебрегли.
Поправка состоит в параллельном или последовательном соединении обоих сопро тшшеннй, в зависимости от типа обратной связи — по напряжению илн по хоку, см. рнс. 8-2; Результируюшйе сопротивление окааывается таким же, нак если бы мы с самого начала обьединили выходное сопротивление генератора А с входным сопротивлением цепи н, а влияние обратной связи отразили соответственно делением или умножением с у м м а р н о г о сопротивления на глубину обратной связи ) + нА$ Д „. Здесь Ф;ьж — коэффициент выхода, аналогичный ком)фициенту яана, но отличающийся от него, поскольку нагрузка отключена и на выходе имеется лишь входное сопротивление пепи обратной передачи; поэтому ь; ) с Козффнцкенты $ (см.
предыдущий раздел), хзрзкгернзующне рзспределенне напряжений к токов нз входе н выходе усялнтеля прн бездействующей обрат'Ной связн (х = 0), ззвнсят от структуры входа н выхода схемы. А именно, прн сложении напряжений нз входе (рнс. 8-2, а я в) 1' г )~вг Е 1)их+Юг+)7»ыги' (8-7з) Ф ))вг ~»хи=(севки)л о=)7 +)7 18-76) прн сложении токов нз входе (рнс. 8-2, 6 н г) явв3= 1г нвв 1г Ювз+вг+йвыги (8-7в) Ывг ЬХ1=(й гг)г„=о = + 18-7г) г Иногда (71, 121, 122) используют анзлогнчную термннологню н для выходной цепи. Тогда схемы нз рнс. 8-2, и — г, называют соответственно схемами с последовательно-пер зллельной, пзрзллельной, последовательной н параллельно.
последовательной обратной связью. в Крутнвну усилителя было бы логичнее везввть впроводнмосгью передачи», но в»от терман не имеет распространения в усилительной технике. Классификация. На рис. 8-2 представлены четыре основных ~пособа реализации обратной связи.
Все онн соответствуют общей структурной схеме на рис, 8-1. Обрагпная связь по напряэкению (рис. 8-2, а и б) характерна тем, что сигнал обратной связи ((1,л или 1,,) пропорционален выходному напряжению. Обртпная связь по току (рис. 8-2, в и г) характерна тем, что сигнал обратной связи (()„или 1,,) пропорционален выходному току. По способу сложения сигнала обратной связи с входным сигналом различают: обратную связь со слазеениеи напряжен и»7 (рис.
8-2, а и в) и обратную связь со сложением токов (рис. 8-2, б и г). В литературе обратную связь со сложением напряжений часто называют последовательной, а со сложением токов — параллельной. Эти названия менее точны по физическому смыслу (и не всегда правильно используются), но удобны в силу их кратности '. Исходя из размерностей выходных и входных величин„приходим к выводу, что коэффициентами передачи усилителей, показанных на рис. 8-2, должны быть: коэффициент усиления напряэкения ',((„(рис. 8-2, а), сопротивление передачи Я, (рис.
8-2, б)„крутизна усилителя Бг (рис. 8-2, в) и коэффициент усиления тока Кг (рис. 8-2, г) з. При наличии обратной связи все параметры подчиняются общим закономерностям (8-1) — (8-4), причем коэффициенты обратной связи х, и х» безразмерны, а коэффициенты хя и хэ имеют соответственно размериосги проводимости и сопротивления. При обратной связи по напрюкснню (рис. 8.х, а и б) и„ Иных санси= (!х Иных+Ив+ Иах» Ф Иных Нных и язв ыя и)а О н Иных +Ива» при обратной связи по току (рис.
8-2, в и с) (а пвых Нных! = ха Иных+)ха+Ивх» (хвых с=(а дя -о= )( ° в Йвых+ ах» (8-за! (8 вб! (8-зн) (8-зг) Рассмотрим входные и выходные сопротивления усилителя с обратной связью. Естественно, что входное сопротивление зависит от структуры входной цепи, а выходное сопротивление — от структуры выходной цепи. Исходи из соотношений (8-5), (8-6) и рис. 8-2, можно получить следующие выражения: при сложении напряжений на входе (рис. 8-2, а и в) (зава с = (хая+)твых») (1+яАпаах инаыах и)! (8 98) при сложении токов на входе (рис. 8-2, б и г) И„,,',=(И„+д я„)(1+яА$;„Д,„„); (8-9б) при обратной связи по напряжению (рис.
8-2, а и б) д...=(д,+д„„)(1+хАЦ,„вЦ я„); (8-1Оа) при обратной связи по току (рис. 8-2, в и г) )х'.~... = ()~.ы, + Я.,~) (1 + нАйвхйвых с) (8-10б) Как видим, при последовательной обратной связи входное сопротивление увеличивается, а при параллельной — ухкеньсиается. Что касается выходного сопротивления, то при обратной связи по напряжению выходное сопротивление уменьииинпся, а при обратной связи по люку — увеличивается. Меньшая величина Я,ы„, естественно, означает меньшее влияние нагрузки на выходное напряжение. Позтому говорят, что обратная связь по напряжению стабилизирует выходное напряжение.
По аналогичным причинам обратная связь по току стабилизирует выходной ток. Из выражений (8-4), (8-9) и (8-10) следует, что прн малых козффициентах входа и выхода труднее обеспечить глубокую обратную связь, а значит, высокую стабильность усиления и существенное преобразование входных и выходных сопротивлений. Кроме того, если малые значении $ обусловлены большими значениями Й„. Й, нли д„у„(см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
