Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Для сигналов с частотой, сильно отличной от частоты баланса, коэффициент усиления падает. Его можно определить следующим образом. Выходное напряжение Б).„,=К)Б)„+Кз!!. „, откуда К' = !!иы х! й х = К ь ! (1 — К,) . Так как К, и Кз — отрицательные величины, то коэффициент усилеььия избирателшього усилителя для частот, далеких от частоты баланса моста, )К'(= ~К))/(1+ ~Кз) ).
Если учесть усиление всех каскадов и обозначить коэффициент передачи моста и потенциометра через Б, то получим, что выходное напряжение !уеь к К)Кз!!их+ РК4КзКз~увюх откуда имеем выражение для коэффициента передачи избирательного усилителя С) „Ь вЂ” В КьдьК) 87, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПО НАПРЯЖЕНИЮ В данном и последующих трех параграфах рассматриваются свойства усилителей с различными типами обратной связи, изменяющими коэффициент передачи напряжения или тока усилителя, а также его входное и выходное сопротивления. 188 Рис.
8ЛО. Струк- турная схема уси- 4 лителя с последо- ' вательной обрат- ной связью по ва- '., ирязкеиию г„ На рис. 8.10 приведена структурная схема усилителя с после-. довательной обратной связью по напряжению. Пусть К=Узна/Узк — коэффициент передачи нагруженного усилителя, а К,— внутренний коэффициент передачи напряжения, т.е. коэффициент передачи ненагруженпого усилителя. Прн Е,„= оо К„=и,„„У„.
Найдем коэффициент передачи напряжения усилителя, охваченного обратной связью: Кз и. и,„и,„-и., 1 — и..111,„ Подставляя в это выражение ('ос= ~('вззя получаем К' = К/ (1 — ~К) . Найдем входное сопротивление г,'.= и„'.д,.= и,',г.„1и,„. Подставив (8.13) и,'„= и — (1„= (У„„(1 — 8К), (8.14) получим Яз'„= (1 — 8К) Я,. танз = ~' выа~1за~я При Ег = О В этом случае выходной ток 1амх= ((.1зъы Квгтзк)!2сма. Подставив и,„= р и...„к,.((К. + г..), получим и.-.(1 — 8К,г,.( (к,+г,„Н г.
„ 184 Наконец, найдем выходное сопротивление. Приложив к выходу усилителя напряжение У,, и замкнув генератор на входе, по- лучим (8.15) Увеличение входного сопротивления и уменьшение выходного— очень ценные свойства для оконечных каскадов усилителей. На- пример, если на выходе оконечного усилителя включен динамиче- ский громкоговоритель, обладающий резонансом, то такой резо- нанс демпфируется малым выходным сопротивлением усилителя. Эмиттерный повторитель является примером усилителя с по- следовательной обратной связью по напряжению. Подставляя в (8.13) выражения для К и 8: К= гээ(0бэ= (821э+ 1) хзэйиэ, получаем, что коэффициент передачи эмиттериого повторителя )г (ам +!))э, К= — = )+К ак.+(аз|э+1)Р. Согласно (8.14) входное сопротивление Л, = (1 — рК) 3, = йи,+ (йм,+ 1) )г„ что совпадает с известной формулой для входного сопротивления эмиттерного повторителя.
Наконец, найдем выходное сопротивление эмиттерного повторителя. Согласно (8.17) = 3...2) (1 — р'К,) . Принимая во внимание, что Лэмх 1)822э( Кэ — ()г21э+ 1)1)2пэ)222э~ и )2пэ(()~э+ йиэ) э получаем г.гзгх (Рг+йпэ) ! ()э21з+ 1), что совпадает с известным выражением для выходного сопротив- ления эмиттерного повторителя.
откуда и,. ~з* х г.'.. — — ' ) — ря,.к,)(я.+х,.) ' Из формул (8.13) — (8.15) видно, что при последовательной отрицательной обратной связи по напряжению коэффициент передачи напряжения падает в (1 — 8К) раз. Во столько же раз возрастает входное сопротивление. Выходное сопротивление при этом уменьшается, причем это уменьшение зависит от внутреннего коэффициента передачи усилителя и коэффициента обратной связи р= (8. 16) л.+х,„ который показывает, какая часть выходного напряжения попадает на входные зажимы усилителя. С учетом (816) выражение (8.15) можно представить в виде 3,',.„= г,„.) (1 — р К,), (8.!7) ' 8.8. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПО ТОКУ На рис.
8,11 приведена структурная схема усилителя с последовательной обратной связью по току. Для получения напряжения ",. обратной связи на выходе усилителя включено сопротивление р, ь через которое течет ток, протекающий в нагрузке. Как указывалось ранее, для последовательной обратной связи по току коэффициент передачи представляет собой проводимость .'. или крутизну передачи, а коэффициент обратной связи равен сопротивлению, связывающему напряжение обратной связи с выходным током. Однако можно по-прежнему интересоваться коэффициентом передачи напряжения и считать коэффициент обратной связи коэффициентом передачи напряжения р= и„~(у„,.=р~г„. '(8.18) В этом случае, как и ранее, коэффициент передачи напряжения можно определить по формуле (8.13), подставив в нее р из (8.18).
Очевидно, что при глубокой отрицательной обратной связи К'= — 11р=-г„1р. (8.19) Входное сопротивление можно найти, подставив (8,18) в (8.14), но его удобнее определять следующим образом. Согласно схеме, представленной на рис. 8.11, (1ах= (1ва — (уос,' (1оа= (1вмх — 1ва) р, откуда (1,х=-(1„- (1, — 1, )р. Поделив на 1„, получим г,',=г,„+ (1 — К,) р, где )тт — коэффициент усиления тока. Так как согласно (8.18) (1 положителен, то для отрицательной обратной связи Кт должен быть меньше нуля. Поэтому при отрицательной обратной связи входное сопротивление 2,„ увеличивается. Следовательно, последовательная отрицательная обратная связь как по напряжению, так и по току, увеличивает входное сопротивление усилителя, так как напряжение отрицательной обратной связи действует навстречу входному напряжению, подаваемому извне, н уменьшает входной ток.
и аьм Рнс. 8З Е Структурная схема уснлнтеля с последовательной обратной связью по току Теперь найдем выходное сопротивление усилителя с последо- вательной обратной связью по току. Подавая на выход напряже- ние (7в „ и полагая Ев=О, получаем твмх= ((7вмх-Кв(Увх) ~(лвввх+ р) . При этом за положительное направленне тока Г,м принято на- правление, обратное показанному на схеме рис. 8.11. Кроме того, мы пренебрегаем шунтирующим влиянием И,+2„, на сопротивле- ние р из-за малого значения последнего. Учитывая, что ()вх= — 1въвхр2вх! (Рв+ Увх), и подставляя это выражение в формулу для !„,х, получаем 2вмх= 17.мхДвмх — — 2.мх+р(1 — К в), где п.-гг.. При отрицательной обратной связи К, отрицателен, поэтому Л, х)Лв , а при глубокой отрицательной обратной связи справедливо неравенство Я „, »Е, Данный тип обратной связи применяется именно тогда, когда необходимо иметь очень большое выходное сопротивление усилителя.
При этом усилитель эквивалентен генератору тока и его выходной ток не зависит от сопротивления нагрузки. В самом деле, согласно (8.19) выходной ток )„,х= К'У,~!2„= — 11,х/р пропорционален внешнему входному напряжению и не зависит от сопротивления нагрузки. Например, в одном из способов получения пилообразного тока в отклоняющей катушке электронно-лучевой трубки с магнитным отклонением луча используется усилитель с последовательной отрицательной обратной связью по току, на вход которого подается пилообразное напряжение. Если на входе усилителя напряжение имеет пилообразную форму, то в отклоняющей катушке автоматически создается пилообразный ток.
Для получения в отклоняющей катушке тока, линейно возрастающего пропорционально времени г П=И, прн омическом сопротивлении катушки Р и индуктивности Ь напряжение на катушке должно быть равным И= А — ' +Ю='и1 +КйГ, Ж т. е. состоять из «ступеньки», высота которой зависит от 1., и «пилы», высота которой зависит от Я (рис. 8.12). Благодаря отрицательной обратной связи при любом соотношении Я и Л напряжение на выходе автоматически получается нужной формы при действии на входе усилителя пилообразного напряжения. 137 Рис. 3.12.
Формы тока и напрлжевин, необходимые длл линейного отклонении 1 луча в электронно-лучевой трубке с магнитным отклонением В качестве другого примера усилителя с последовательной об-: ратной связью по току рассмотрим транзисторный усилитель с ' включением транзистора по схеме с ОЭ и с сопротивлением )с, в ' цепи эмнттера, не зашунтированным емкостью, Вследствие малого отличия эмиттерного н коллекторного то- . ков можно считать, что ток в нагрузке в в сопротивлении в цепи " коллектора — равен току в сопротивлении обратной связи — эмнт- „ терном сопротивлении. Коэффициент обратной связи по напряже- " нию в этой схеме р=)(,Я„, Коэффициент усиления каскада без,.
обратной связи К= — лз„)т„(1(11,. Следовательно, коэффициент усиления разомкнутой петли обратной связи ~ ~К ~ = й21аАэ/аэ11э. Интересно отметить, что ((1К~ здесь не зависит от 1(„. Величина 1(3К) ))1, если )с',п21,~й11,. Таким образом, при любом 1(„согласно (8.19) имеем К 1/~ Унфр = 12н(йэ. Учитывая, что нагрузкой транзисторного каскада обычно яв- ..э ляется входное сопротивление следую)цего каскада, получаем К Йэ |Йа где (ха =1(н(Яэл. (2) Если следующий каскад не имеет иезашунтнрованного сопро-:( тнвления в цепи эмиттера, то его входное сопротивление равно .'; Ьи,. В этом случае при )с„))11„, можно считать )т, =й11„': (2) (2) (2) где Ьи, относится ко второму каскаду.
(2) Таким образом, дл я данного случая К = -й(щ(Л',". Пример, Пусть й)1) =50; Ь(11) — — й(11)э=1,3 кОм; Йэ=200 Ом. В данном случае можно считать, что й21а 811=10 кОм, что значительно больше, чем Л(',) =1,3 кОм, Следовательно, К'= — Ь)1) Я(1) — 1300(200 — 6,5. Этот пример показывает, что применение иезашунтированного сопротивле- '' ние в цепи эмиттера позволлет получить коэффициент усиленна по напрлжеиню на один каскад порядка нескольких единип. Если следующий каскад также имеет в цепи эмнттера иезашунтированное сопротивление, то из-за его высокого входного сопротивлении нагрузкой предыдущего каскада лвллетсл только сопротивление в цепи коллектора.
Благодаря этому усилевне напрлженил возрастает и не зависит от входного сопротивлении следующего каскада. 89. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПО НАПРЯЖЕНИЮ Принципиальная схема усилителя с параллельной обратной связью по напряжению приведена на рис. 8.13, а структурная — на рис, 8.14. Из схем следует, что внешний входной ток разветвляется на два тока — входной ток усилителя и ток связи, откуда г,'л=г.~~ —,", . Рис. 8ЛЗ. Прннпипиальная схема усилителя с параллельной обрат- ной связью по напряжению (8.20) Можно сделать так, чтобы имело место неравенство 1„Ъ1„. В этом случае 1.„=1сю Тогда можно считать, что внешний входной ток полностью течет в сопротивление связи, а так как входной ток усилителя очень мал, то 11,, = У„,=О. Учитывая это, получаем 1зх Ег1йю (8.21) Таким образом, можно определять входной ток по формуле (8.21), предполагая, что на входе имеет место короткое замыкание, и в то же время считая, что 1„=0.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
