1629382645-b4e04346f8103ace08f21d88eab88aa5 (846433), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Анализ схем с обратной связью дает очень незначительные ошибки, поэтому контрольные результаты очень близко (в пределах 158) должны совпадать с ответами, полученными ранее. Пример 8.11 Определить коэффициент усиления по напряжению схемы на рис. 8.11. Предположить, что оба транзистора имеют )г; = 150 и Яи = 900 Ом. Допускаются разумные инженерные допущения для упрощения вычислений. Решение Решение проводим в последовательности, предложенной ранее. Входные и выходные напряжения и токи показаны голубым цветом.
Далее (этап 2) определяем коэффициент усиления по напряжению без обратной связи (предполагаем, что Яг заземлено). Тогда имеем Я, '= 30000 Ом 1 3300 Ом1)г„. Для упрощения полагаем, что 30000 Ом ! 3300 Ом = 3000 Ом, Я'; = 3000 Ом 1 900 Ом = 692 Ом. Так как Я', = Яз, то еы = ег/2, и А„а,н — — — )гг,Я', !)ги Я; равно параллельно включенным 1500 Ом, 3300 Ом, 30000 Ом и вход- ному сопротивлению Дг. Так как Я, не имеет развязывающего конденсатора, входное сопротивление второго каскада равно Я;; = йь+ (!гг, + 1)Яе = 900 Ом+ 151 240 Ом = 37140 Ом.
Это входное сопротивление параллельно сопротивлению 1500 Ом ! 1 3000 Ом = 1000 Ом и для упрощения не учитывается. А„а,п — — — (гг,К~71ги = — 150 !000 Ом!900 Ом = — 166,7. Резистор в цепи эмиттера транзистора Дг не развязан конденсатором, и коэффициент усиления Дг по напряжению примерно равен Я' /Я . Здесь Я', =!800 Ом ~!1200 Ом = 720 Ом и Яе = 240 Ом. Строго говоря, следует брать Я' = Я (240 Ом)1Я (10000 Ом). Так как Яг»Яе, его можно не учитывать для упрощения вычислений. В итоге А„г = — Я~ /Яе = — 720 Ом/240 Ом = — 3, А, =(иная)'А г'А г = 05'( 1667)'( 3) = 250.
Теперь определяем (этап 3) коэффициент усиления по току без обратной связи. Генератор напряжения га должен быть заменен генератором тока г'.„, включенным параллельно с Я (рис. 8.12). Так как Яа = Я;', то г', = 1,„,~2. Этот ток поступает в !ги, параллельное Я гы = (3000 Ом/3900 Ом) г', = (3000!3900) (г'.„/2), гсг = ггг~'ы = 150Аы .
ГЛАВА 8 Рис. 8.12. Замещение источника напряжения в схеме на рис. 8.11 источником тока. Сопротивление коллекторной цепи Д, равно 37140 Ом ~~ 1000 Ом. Ток„ протекающий в базе Д,, определяется делением тока ~с,: 3!7 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ Несмотря на некоторые приближения, проверка двух методов дает расхождение около 0,01%. Это приемлемая точность. Для дополнительной проверки см. задачу 8.20.
Вот уже долгие годы относительно обратной связи существует мнение, что анализировать схемы с обратной связью можно только предварительно определив„содержит ли схема последовательную или параллельную обратную связь, и уже затем заниматься вычислением А и р.
Автор утверждает, что 320 ГЛАВА 8 Пример 8.14 Усилитель с обратной связью имеет коэффициент усиления 100 и () = 0,04. Определить коэффициент усиления усилителя с обратной связью на 7н и Д (соответствуюших 3-дБ уровню усилителя без обратной связи). Решение На средних частотах А„= 100 и А, - = А„Д! + ()А,) = 100!5 = 20. На высоких и низких частотах коэффициенты усиления уменьшаются и нужно учитывать возникаюший фазовый сдвиг, т.е. А, следует рассматривать как функцию частоты А, А (!') = 1 + 2УД'„ где А,— коэффициент усиления на средних частотах. При 7'=7н А„(!') = А,Д! Ч- !1) = 0,707 А, 2 — 45 = 50 — !50.
Коэффициент усиления с обратной связью на этой частоте 70,7 2 — 45 ! + 0,04(50 — /50) 70,7 2 -45 70,7 2 — 45' 70,7 2 — 45' А, (!') 1 + 2 — 72 3 — /2 3,6 2 — 33,42' А, (Г) = 19,64 2 — 11,58 . Коэффициент усиления усилителя с обратной связью уменьшается на7н от 20 до 19,64. Это всего 0,158 дБ по сравнению с уменьшением коэффициента усиления на 3 дБ для усилителя без обратной связи на той же частоте.
Можно установить простую зависимость коэффициента усиления усилителя с обратной связью А,т(!') от частоты: Ачт(!')— А,(/') А,/(! + 2УД~) 1 + ()А,(!') (! -1- бА,Ц! ч-27'77~) А„ 1 + ()А, + 2(Я, А„, 7(1 -1- 0А,) А,г()) = 1 +2у)(1 + БА„)(н А,г(!') = (8.1 4) 1+ХКн' где Г~ = Хн(1 + БА) (8.15) Таким образом, коэффициент усиления усилителя с обратной связью как функция частоты — это коэффициент усиления на средних частотах усилителя с обратной связью, уменьшенный в (1+ ф'()'„) раз, где Д,— верхняя частота полумощности, равная верхней частоте полумошности усилителя без обрат- 321 ОЬРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ ной связи, умноженной на (1 + рА,.).
Поэтому, несмотря на то что обратная связь уменьшает коэффициент усиления усилителя в (1 + р А„.) раз, она одновременно расширяет его полосу частот во столько же раз. Таким образом, произведение коэффициента усиления на ширину полосы частот усилителя не изменяется при введении обратной связи. Пример 8.15 В пример- 8.14 усилитель с обратной связью (А, = 100, р = 0,04) имеет ~„= 100 кГц. а. На какой частоте коэффициент усиления усилителя с обратной связью уменьшается на 3 дБ? 6.
Пповепить ~ответ .оппелелением, коэ41Ьициента усиления ~силит-,,г....;:, ... ГЛАВЛ ~ к вычисленным значениям 77 и 17,1 соответственно ~см. задачу 8,19). Как видно из рис. 8.17, частота ~„= 37 кГц, ~'„, верхняя частота полумощности с обратной связью, находится на отметке 123 кГц. 18 кО ык 1кОм 10 ООм ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ 323 В предыдущих разделах использовался упрощенный анализ схем с обратной связью, или анализ в первом приближении. Он проводился следующим образом: 1. Определялся вид обратной связи (последовательная или параллельная) в рассматриваемой схеме.
В случае параллельной обратной связи часть входного тока ответвляется на выход схемы. 2. При последовательной обратной связи коэффициент р определяется как функция выходного напряжения, 3. В случае параллельной обратной связи коэффициент р определяется как ГЛАВА 8 Таблица 8.2. Анализ усилителей с обратной связью Тип обратной связи ПоследоваХарактеристика тельная по напряжению Последова- тельная по току Параллельная по току Параллельная по напряжению Сигнал обратной связи Хг Дискретизованный сигнал Х, Входная цепь: установка" Выходная цепь: установка " Источник сигнала по зкви- Напряжение Напряжение 1',=0 1,=0 Тевенина Напряжение Ток 1,=0 1,=0 Тевенина Ток Ток 1,=0 Г=О Нортона Ток Напряжение 1'„= 0 1~=0 Нортона 325 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ Таблица 8.3.
Зависимость параметров усилителей от типа отрицательиой обратиой связи 1 11 Тип обратной связи Рис. 1 2.9,в Рис. 12.9„г Увеличивается Уменьшается вается Увсличива- Уменьшается Уменынастся Увеличиваемся Ссылка на схему Л„ последовательная по напряжению Рис. 12.9,а Уменьшается последова- тельная по току Рис. 12.9,6 Увеличи- параллельная по току параллельная по напряжению Й;,гГа.эл .пылая о~.рл н~ая свя ~ь — связь, при которой часть выходного тока поступает на вход, Схема с такой связью обычно характеризуется резистором, который подает часть входного тока на выход. Г~ .зожи~ ..:п..п,.~я л" р,~.ная .
вя,ь - связь, при которой сигнал обратной связи увеличивает входной сигнал, т.е. напряжение обратной связи суммируется с напряжением источника сигнала. 1 1~йс;с:.«~ва льс.явная . ор.~1ная,,вя:,ь-обратная связь, при которой напряжение обратной связи подается последовательно с входным напряжением генератора. а:.1глы«о.,' ~ ь — способность усилителя сохранять постоянный коэффициент ч(,,и,~~6'ния ппи, из~цРн~,сии,,п'1памеч'пОВ,,~IГ',иди'геля, 327 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ 8.10. Если схема на рис.
8.4 имеет д = 0,002 См и емкостную связь 8А1. Если схема на рис. 8.5 имеет ?г „= 100, ?ги = 1000 Ом, Я = 100 Ом и 7? = 1000 Ом, определить А,, !3 и коэффициент усиления с обратной связью. 8.12. Пользуясь материалом, изложенным в разд. 8.4.2, определить коэф 8.13. Используя материалы разд. 8.4.2, вывести уравнение для коэффициента усиления эмиттерного повторителя. 8.14.
Решить пример 8.6, если параметры транзистора 8.15. Для схемы на рис. 3.8.15 выбрать приемлемые ?г „и ?ги транзистора г о 0 Рис. 3.8.! б. 8.7 8.8 8.9 Транзистор 21~!3904 имеет ?гг, = 150 и ?ги = 900 Ом. Если он исполь- зуется в усилителе с гх = 1800 Ом и подключен к делителю напря- жения цепи обратной связи, состоящего из резисторов 500 и 8500 Ом, определить: А,, А,, Аг, 71гл 71.Я Решить задачу 8.7, если к схеме подключен 600-Ом нагрузочный резистор.
В усилитель с высоким коэффициентом усиления вводится отри- цательная обратная связь с !3 = 0,1. Определить коэффициент уси- ления усилителя с обратной связью. с 5000-Ом резистором нагрузки, определить: а. Коэффициент усиления без обратной связи. б. Коэффициент усиления с обратной связью. Для каждого случая определить различие (в процентах) между по- лученными коэффициентами усиления и коэффициентами усиления, определенными в примере 8.4. фициент усиления усилителя на полевом транзисторе с управляющим рп-переходом и с истоковым резистором, не шунтированным конден- сатором.
?гг, = 150, ?г„ = 1000 Ом. На сколько изменился коэффициент уси- ления схемы с обратной связью вследствие изменения параметров схемы? а. Определить коэффициент усиления приведенной схемы. б. Нижний конец 2-кОм резистора отключить от земли и подключить к точке В. Входное напряжение устанавливается таким, чтобы Р,„„составило 1 В. !.
Какая получилась обратная связгк по напряжению или по току? 2. Определить Р,„. 3. Определить падение напряжения на г?о обусловленное только обратной связью. 4. ОпРеДелить Разность напРЯжений г,„ — Рки 5. Разность напряжений, определенная в п. 4 и умноженная на глава а коэффициент усиления схемы без обратной связи, должна быть равна выходному напряжению. Показать, что это так. 8.16. Для схемы на рис. 3.8.16 выбрать такое Я,-, чтобы р = 0,01. Затем определить коэффициент усиления схемы.
Рис. 3.8.16. Дли каждого транзистора Ии = 120, Ии = 1000. 8.17. Для схемы на рис. 3.8.17 определить; а. А,. и А„схемы без обратной связи, Л,„и Я',„. б. А,, й.„, Я',„и А, схемы с 23-кОм резне~ором, включенным между коллектором и базой. аооо в» с,..т зэком Рис. 3.8.17. Иг, = 120, И, = 1600, 8.18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
