promel (967628), страница 33
Текст из файла (страница 33)
е. величины 1 + Кц». Если, например, предположить, чта относительное изменение коэффициента усиления усилителя дКц1Кц = 20% и 1+ Кц» = 100, то относительное изменение коэффициента усиления усилителя с обратной связью ЛКц„УКц . составит всего 0,2%. - ссматриваемая возможность повышения стабильности коэффи- рассм цнента усиления является ценной в условиях непостоянства коэффициен и нта усиления усилителя нз-за темпеРатурных изменений параметр Ров элементов, в частности транзисторов, и их старения. В этом случае чае достигается также высокая стабильность коэффициента уси. ления ,„я,три существующем разбросе параметров элементов в условиях масс ого производства аппаратуры.
При большом коэффициенте усиления Кп и глубокой отрицательиои о ои обратной связи удается практически полностью исключить за„симость коэффициента усиления усилителя от изменения его па,аметров. При этом единицей в знаменателе выражения (2.11!) можно небречь и коэффициент усиления усилителя будет определяться лько коэффициентом передачи цепи обратной связи х: Ки„! Iх, (2.! 14) е, практически не будет зависеть от Кс и его возможных изменений. Таким свойством будет обладать, например, усилитель с Кп = = !О' и х = !О ', коэффициент усиления которого Кьосж 1!х = 100. Физический смысл повышения стабильности коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной связью заключается в том, что при изменении коэффициента усиления усилителя Кп изменяется напряжение обратной связи, приводящее к изменению напряжения У (рис.
2.29, а) в направлении, препятствующем изменению выходного напряжения усилителя. Например, при снижении Кп вследствие изменения параметров усилителя напряжение У„, уменьшается вследствие уменьшения напряжения (/„к (рис. 2.29, а), напряжение () = (т',„— Усе возрастает, что вызйвает повышение напряжения (т~„„, препятствуя тем самым уменьшению коэффициента усиления Кп Повышение стабильности коэффициента усиления усилителя с помощью отрицательной обратной связи широко используется для улучшения амплитудно-частотной характеристики (рис.
2.30) много- каскадных усилителей с конденсаторной связью. Как известно, в области низких и высоких частот коэффипиент усиления этих усилителей уменьшается. При наличии отрицательной обратной связи ее действие в указанных областях частот будет ослаблено из-за меньших значений Кп усилителя, что К К к кс приводит к повышению на границах частотного диапазона коэффициента Кее Усиления и расширению полосы про- к„„„, пускания Л!' усилителя (рнс.
2.30). уг ксе ке мт С помощью отрицательных об- и Ратных связей, охватывающих от. А4, дельные каскады усилителя, решагот также задачу уменьшения нелинейных искажений выходного сигна- Рис. 2.30. Влили"е отр"пз"л'- иой обратной связи иа амплила, а также ослабления влияния по- тулио.частотиую характеристику мех в усилителе. усилителя Рассмотрим влияние отрицательной обратной связи иа в х о иое сопротивление усилителя )г, = 0„(У„. Согласно рис. 2.29, а, в случае последовательнои отрицательи обратной связи У„„= У + У„с. Напряжение (/,с связано с нап жеиием Уг соотношением 0„= Ко«У« В связи с этим нахо ««„„= (1 + Ко») О,,П„= 1«„(1 + Кия).
(2,11 Таким образом, введение последовательной отрицательной обр ной связи позволяет увеличить входное сопротивление усилителя. 1 + Ких раз. Необходимость использования обратной связи с у ' ванной целью возникает при усилении сигналов от датчик обладающих большим внутренним .опротивлением, особенно д усилителей на биполярных транзисторах.
Наличие отрицательной обратной связи по напряжению приводи как отмечалось, к повышению стабильности выходного напряжен усилителя при неизменном напряжении У,„. При отрицательн обратной связи по напряжению выходное напряжение У,„„усил геля меньше подвержено изменению нри изменении тока нагрузк что соответствует уменьшению его выходного сопротивления. В ходное сопротивление усилителя для рассматриваемого вида обратно связи Йсы, = Ксы„/(! + Кия), (2.! ! т.
е. оно уменьшается в 1 + Ко« раз. Отрицательную обратную связь по напряжению, уменьшающу выходное сопротивление усилителя, вводят для обеспечения меньш зависимости выходного напряжения усилителя при изменяющем сопротивлении нагрузки Я„. На основании проведенного анализа укажем общие закономерно ти влияния отрицательной обратной связи на показатели усилителя Независимо от вида отрицательная обратная связь приводит уменьшению входного сигнала непосредственно на входе усилител (У, или 7 ), а следовательно, к уменьшению коэффициента усилени Кпсс Все виды отрицательной обратной связи стабилизируют коэ фициент усиления усилителя.
Последовательная отрицательная обратная связь (см. рис. 2.29, а, ' уменьшает результирующее напряжение У на входе усилп геля, что сопровождается увеличением входного сопротивления При этом последовательная обратная связь по напряжению (см. рис. 2.29, а) «стабилизирует»выходное напряжение усилителя, умень шая выходное сопротивление )г,ы»сс, а последовательная обратна;* связь по току (см. рис. 2.29, б) «стабилизирует» выходной ток усили' теля 1ч, увеличивая выходное сопротивление тс,ы„,,с. Параллельная отрицательная обратная связь (см.
рис. 2.29, в) приводит к увеличению входного тока г',„, в связи с чем уменьшаетсц входное сопротивление усилителя, а также выходное сопротивление )»вы«ос. Отрицательная обратная связь нашла преимуи(евтвенное применение в усилителях. Положительная обратная связь в усилителях. 136 б ч„о нежелательна, однако она может возникать непроизвольно обычно внутренние или внешние электрические связи.
Такая обратная через вн связь, иачываемая паразитной, может возникать через общие цепи пита" ,ания усилительных каскадов, а также через паразитные взаимо,:ктивность или емкость между выходными и входными цепями инду к сгг тителя Наличие паразитной обратной связи вызывает изменение амплидно-частотной характеристики усилителя из-за повышения коэф- фициента усиления на отдельных участках частотного диапазона али может даже привести к самовозбуждению усилителя, т.
е. к воз- никновению в нем генерации на определенной частоте. Сречствами борьбы с указанным явлением является устранение паразнтных связей выходных цепей усилителя с входными, Так, дчя у„травенки паразитных связей по цепи питания применяют развя- зывающие фильтры (цепь тсф — Сф на ряс.
2 !5), отделяющие по переменному току цепи питания входных каскадов от выходных, устранение паразитных связей каскадов через реактивные элементы достигается соответствующим конструктивным исполнением усиля геля, исключающим близкое размещение входного и выходного кас- кадов и применение длинных проводниковых соединений. Для этого пжроко используют экранирование каскадов и монтаж экраниро- ванным проводом, й 2.7. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯИИОГО ТОКА Усилители постоянного тока (УПТ) предназна. чеиы для усиления сигналов, медленно изменяющихся во времени, т. е. сигналов, эквивалентная частота которых приближается к нулю.
Поэтому УПТ должны обладать амплитудно- частотной характеристикой в виде изображенной на рис. 2.31. Связь источника сигнала с входом усилителя и межкаскадиые связи не могут быть осуществлены в УПТ посредством конденсато- Ров н трансформаторов. Поскольку это Рис. 2.3!. Амплитуляо.частот- обеспечило бы амплитудно-частотную ная характеристика усилите- характеРистикУ, У котоРой Кп — — О ла постоанного тока "Ри г' = 0 (см.
Рис, 2. !6, а). Для передачи медленно изменяющегося сигнала по тракту усиления необходимы непосредственная (по постоянному току) связь источника входного сигнала с входио' цепью усилителя и аналогичная связь между усилительными каскадами, Наличие непосредственной связи обусловливает особенности задания точки покоя транзисторов в УПТ в сравнении с ранее Рассмотренными усилителями. Так, в усилителях с конденсаторной связью режим каждого кас'сала по постоянному току (режим покоя) определяется только элементами каскада и параметры этого режима рассчитывают ннди- видуально для каждого каскада. Конденсаторы, связывающие у лительные каскады по переменному току, отделяют их одновремен по постоянному току.
Благодаря этому изменение па какой-ли причине режима по постоянному току одного из усилительных к к адов не влияет нз режимы по постоянному току других каскад а и практически не сказывается на величине выходного напряжени - 'до усилителя. В УПТ отсутствуют элементы, предназначенные для отделени усилительных каскадов по постоянному току. В связи с этим выхо ное напряжение определяется здесь ие только усиленным полезны сигналом, но и ложным сигналом, создаваемым за счет изменения времени параметров режимов каскадов по настоя«ному току. Очевидн что особенно нежелательны здесь изменения режима по постоянном таку в первых каскадах, поскольку эти изменения усиливаются после дующими каскадами.
Самопроизвольное изменение выходного напряжения УПТ пр неизменном напряжении входного сигнала называется д р е й ф о у с и л и т е л я. Причинзмн дрейфа являются нестабильность нап ряженой питания схемы, температурная и временная нестабильност параметров транзисторов и резисторов. Напряжение дрейфа выход ного напряжения ЛУ„, „„обычно определяют при закороченно входе усилителя (е„=- О) по приращению выходного напряжения* Качество усилителя постоянного тока оценивают по напряжени дрейфа, приведенному ко входу усилителя (п р и в е д е н н о м у д р е й ф у): е„= Л~/„„др/Кп, где Ки — коэффициент усиления усилителя.
Приведенный ко входу дрейф ела характеризует значение лажного сигнала на входе усилителя с коэффициентом Кц, которому соответствует самопроизвольное изменение выходного напряжения А(У,„, . С учетом е„определяют диапазон возможного из-. енения входного напряжения е„усилителя, при катаром напряжение дрейфа ЛУ,з„~р составляет незначительную часть полезного выход" нога сигнала. В зависимости от требований, предъявляемых к ' усилителю, минимальное значение е„принимают в десятки и сотни раз больше едр. Непосредственная связь каскадов в УПТ обусловливает особенности расчета их режима покоя (напряжения и таков при е = О).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
