Дьюб Динеш С. Электроника - схемы и анализ (2008) (1095413), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Последовашельнвл ОС ио напряжению В этой схеме сигналом обратной связи является напряжение и7, которое меняется пропорционально выходному напряжению и„. Напряжение обратной связи подается на вход последовательно и сравнивается с входным сигналом и„как изображено на рис. 7.6, а. Такой тип обратной 7. ° . Р 3 . бр Р 201) связи называется «Последовательная ОС по напряжению«, потому что она пропорциональна выходному напряжению и подается на вход последовательно с входным напряжением.
Отметим последовательное соединение на входе и параллельное соединение на выходе. а) б) ео Яе Рис. Т.в. Четыре осноаные схемы обратной связи: а) — носледоаательная ОС по напряжению; б) — последовательная ОС по току; е) — параллельная ОС по тоху; г) — параллельная ОС по напряжению Последоеательнал ОС по току Этот вид ОС показан на рис. 7.6, б.
В этой схеме сигнал обратной связи является напряжением и), которое меняется пропорционально выходному току усилителя «„. Напряжение обратной связи подается на вход последовательно и сравнивается с входным напряжением ью Этот тип обратной связи также называется «Последовательная ОС по току», потому что напряжение обратной связи о) является функцией от выходного тока. Отметим последовательное соединение на обоих портах усилителя.
Параллельнал ОС по току При этой схеме сигналом обратной связи является токовый сигнал «), который меняется пропорционально выходному току усилителя «о. Ток обратной связи «) подается параллельно входу и сравнивается с входным током «,. Отметим параллельное соединение на входе и последовательное соединение на выходе на рис. 7.6, е. ~~~202 Глава 7.
Обратная связь в усилите х Пар ллельная ОС по напряжению Эта схема обратной связи изображена на рис. 7.6, г. Здесь сигнал обратной связи — еу пропорционален выходному напряжению и,, а ток обратной связи еу становится параллельным входу усилителя (см. рис. 7.6, г). 7.7. Влияние отрицательной обратной связи на импедансы усилителя Входной илепеданс Обратите внимание,что на схеме рис. 7.7 Яв — входной импеданс усилителя без обратной связи, а Яярн) — входнои им— педанс усилителя с ООС.
Можно записать г;= — ",'; е' Яя„н) = "—,'. (7.20) н Из уравнения (7.6) имеем Рнс. 7.7. Схема последовательной ОС по напряжению для расчета входного нмпеданса или ие — ие Вив юе = не + Вор = ее + ВАие (потому что А = ио/ое). Следовательно, ие = ие(1+ ВА). Разделив обе части уравнения на е;, получим ил/е; = (ие/е;)(1+ ВА). (7. 21) Применив уравнения (7.19) и (7.20) к уравнению (7.21), получим гдлян) = (1+ ВАД. (7.22) Другими словами, входной импеданс усилителя с последовательной ОС по напряжению увеличился в (1+ ВА) раз. Последовательнал ОС, с какой бы стороны она ни была (входа или выхода), всегда увеличивает соответствующий импеданс в (1 + ВА) раз.
Введение ООС в усилитель трансформирует его входной и выходной импедансы. В зависимости от того, какая схема ОС применена, импедансы усилителя увеличиваются или уменыпаются в (1+ ВА) раз. В качестве примера определим входной и выходной импедансы для случал последовательной обратной связи по напряжению (рис. 7.7). 7.7. В *. б й й бй й б б 2~3)) Вьжодиой илепедамс Определим выходной импеданс усилителя с ООС вЂ” Яе~рн) — через выходной импеданс усилителя без обратной связи Я,.
Чтобы это сделать, подключим тестовое напряжение охй 1х— ток в результате приложения этого напряжения. И тогда имеем Х~~рн) = —.. (7.23) г Повторим обычную стандартную процедуру. То есть, отключим нагрузку гь7, от выхода усилителя и закоротим входной источник и,. Тогда Рис. 7.8. Вычисление входного импе- данса. йе — ток в результате тестового сигнала о (потому что се = 0) или (7.24) ее = — В'ох, (потому что В = -"„-~). Из эквивалентной схемы выходного порта для расчета Я,~рн) (рис. 7.9, сама схема приведена на рис.
7.8) имеем: Ле, бб (Ох ее) (7.25) г. Подставив в уравнение (7.25) се из уравнения (7.24), получим (е*-А( — Вох)) Рис. 7.9, Эквивалентах= нал схема выходного порта схемы рис. 7.8 или г = д или Я бгн) = -, = (-+ц21. В результате имеем й'1+Нд)хе е(РВ) (1 + ВА) ° (7.26) Видим, что выходной импеданс усилителя с последовательной ОС по напряжению уменьшился в (1 + ВА) раз. Вообще, ООС по напряжению независимо от того, параллельно или последовательно включена цепь ОС к входу, всегда уменьшает выходной импеданс в (1+ ВА) раз. Отметим, что всегда последовательная ООС увеличивает импеданс, а параллельны ООС уменьшает его в (1+ ВА) раз.
Результаты, полученные в уравнениях (7.22) и (7.26), можно распространить для оставшихся трех схем ООС (табл. 7.1). ( 204 Глава 7. Обратнав связь в усилителях Таблица ТЦ. Формулы дяв импвдансов усилителей с ООС 7.8. Реализация схем с обратной связью ОУ вЂ” это усилители постоянного тоИнввртирующий ка с большим коэффициентом усиления, вход высоким входным импедансом, имеющие Выход два входа инвертирующий ( — ) и неинвертирующий (+).
Обозначение ОУ на схемах приведено на рис. 7.10. ОпераРис. Т.10. Схематическое обозначение ОУ ционные усилители вычисляют разность двух входных сигналов. В усилителях на биполярных и полевых транзисторах цепь обратной связи является составной частью схемы, и коэффициент усиления без обратной связи и коэффициент обратной связи зависят друг от друга. В схемах с ОУ цепь обратной связи является внешней и не влияет на коэффициент усиления без обратной связи А.
В схемах с ОУ очень легко идентифицировать тип обратной связи. В подтверждение этого приведем несколько примеров схем с ОУ. Рис. 7.11, а — это схема на ОУ с последовательной ОС по напряжению. Цепь обратной связи отдельно показана на рис. 7.11, б. Напряжения смещения +Ъсс и — Ъдн подаются от источника питания с заземленной средней точкой. Для удобства часто не изображают в схемах цепи +'вас и — Рян. Входным сигналом для цепи обратной связи является напряжение ро. Напряжение обратной связи ну включено последовательно с входным напряжением нх.
На рис. 7.12 приведен пример последовательной ОС по току. Цепью обратной связи является резистор Ан, на вход которой подан ток 1,. Напряжение, падающее на резисторе Вр, пропор- Нвинввртиру вход Много примеров, иллюстрирующих обратную связь в усилителях, можно найти в схемах с применением операционных усилителей (ОУ). Подробно ОУ будут рассмотрены в гл. 13 и 14, а пока будет достаточным краткое знакомство с ними.
7.В. Р бр 1 20~~5~ ционзльно току г и включено последовательно с напряжением входного сигнала ею б) а) Рнс. 7.11. ОУ с последовательной ОС по напряжению (а), цепь обратной связи схемы, приведенной на рнс. 7.11, а (б) йс Схема на биполярном транзисторе 1рис. 7.13) — другой пример последовательной ОС по току. Сигнал обратной связи — напряжение, падающее на резисторе Вн. Здесь В Вн/гю где гс — эффективное сопротивление переменному току на коллекторе.
На рис. 7.14 — схема усилителя с параллельной ОС по току. Резисторы В1 и Аз образуют цепь обратной связи. Ток обратной связи г) меняется пропорционально выходному току го. зв =1)+ее или бе — — В, — 1). Рнс. 7.12. Пример последовательной ОС по току. Напряжение согнала обратной саязн е, пропорционально выходному току Е Рнс. 7.13. Пример последовательной ОС по току на бнполярном транзисторе. Снгнал обратной свюн — напряжение на резисторе Вв, пропорцнональное току 1, ~~~206 Глава 7.
Обратная связь в рсилителат В результате имеем Р = (Н~Вз)/(Вь+ В1ПВз) (7.27) При параллельной обратной связи по току схема действует как усилитель тока с коэффициентом усиления по току А;, равным А; = (Вз/В1)+1. Рис. 7.14. Пример параллельной ОС по току. Ток обратной связи 11 меня- ется пропорционально ~„ Рис. 7.15. Пример схемы на би- полярном транзисторе в каче- стве усилителя с параллельной ОС по напряжению На рис. 7.15 — схема на биполярном транзисторе, являющаяся усилителем с параллельной ОС по напряжению. Как ООС поддерживает стабильность этого усилителя, было рассмотрено в гл.
4. Резистор Вв образует цепь обратной связи, для которой входным сигналом является напряжение о,. При больших значениях Вв В = 1/Вв. (7.28) Инвертирующий усилитель (рис. 7.16) на ОУ вЂ” другой пример параллельной ОС по напряжению. Рис. 7.1Е. Пример усилителя с парал- лельной ОС по напряжению на ОУ Пример 7.4. В усилителе с обратной связью (рис. 7.17) применен ОУ с коэффициентом усиления А = 2 х 10в и входным импедансом Я; = 300 кОм. Резисторы обратной связи В1 — — 1 кОм, Вз = 100 кОм. Вычислить коэффициент усиления с обратной связью А<рв~ и Ецяв> этого усилителя с последовательной ОС по напряжению. Решение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
