Головна

Зворотні зв'язку в підсилювачах

  1.  I-е покоління систем рухомого зв'язку - аналогові системи
  2.  I. Порівняння органічної будови рослин і тварин у зв'язку з будовою людини
  3.  II-е покоління систем рухомого зв'язку - цифрові системи
  4.  II. Рослинний світ Землі в зв'язку з історією людства
  5.  III. Світ тварин в зв'язку з історією людства
  6.  А) насильство застосовується до потерпілого у зв'язку з його законними діями по відношенню до винного;
  7.  Адміністративно-правове регулювання в галузі зв'язку.

Зворотним зв'язком (ОС) у підсилювачах називають передачу частини потужності вихідного сигналу на вхід. При цьому вихід і вхід підсилювача з'єднують через ланцюг зворотного зв'язку. Якщо результуючий вхідний сигнал при цьому зростає, то зворотний зв'язок називається позитивною (ПОС), в іншому випадку - негативною (ООС).

Ланцюг ОС може бути підключена паралельно або послідовно вхідний ланцюга підсилювача. Відповідно, ОС називають послідовною або паралельною. Можлива комбінована зворотний зв'язок.

Сигнал ОС може бути пропорційним вихідній напрузі (ОС по напрузі) або вихідному струму (ОС по струму).

У підсилювачах частіше використовують негативні ОС, оскільки це призводить до стабілізації їх характеристик (коефіцієнта посилення, струмів транзисторів, вхідного опору). Чим глибше (сильніше) ООС, тим менше власні параметри підсилювальних елементів впливають на підсилювач, і тим більше його характеристики залежать тільки від властивостей самої ланцюга ООС.

Як приклад розглянемо використання послідовної негативного зворотного зв'язку по струму для стабілізації характеристик підсилювального каскаду за схемою з загальним емітером (рис. 4.1.). Таку ООС створюють за допомогою резистора R4, Включеного в ланцюг емітера транзистора VT.

Як відомо, провідність напівпровідників з ростом температури зростає. При цьому збільшуються струми транзистора і змінюються його параметри, що призводить до зміни характеристик каскаду, зокрема, коефіцієнта посилення. Збільшення струму призводить до додаткового нагрівання транзистора.

Включення в ланцюг емітера резистора R4 призводить до стабілізації характеристик каскаду. При зростанні температури в цьому каскаді також виникає тенденція до збільшення струму емітера. Однак за рахунок ООС по току створюється зворотна тенденція до зменшення напруги між емітером і базою. Це видно з записаного по 2-му закону Кірхгофа рівняння для постійних напруг (при відсутності вхідного сигналу) для контуру, що проходить через резистор R2, емітерний p-n перехід і резистор R4:

Uбе=R2I2-R4Iэ. (4.1)

струм подільника I1=I2+Iб»I2 (зазвичай I2Iб) І практично не залежить від нестабільності параметрів транзистора.

В результаті струми, що протікають через транзистор, стабілізуються.

Включений в ланцюг емітера резистор R4 одночасно створює ООС по вхідному сигналу змінного струму, що випливає з рівняння, записаного по 2-му закону Кірхгофа для вхідного ланцюга:

uбе=uвх-R4iэ. (4.2)

Визначимо вхідний опір і коефіцієнт посилення каскаду при наявності ООС. Враховуючи що iвх=iб, uбе=h11Еiб, h11Е, iэ=iк+iб=h21еiб+iб= (h21е+1)iб,

rвх=uвх/iвх= (R4iэ+uбе) /iвх= (h21е+1)R4+h11Е. (4.3)

Таким чином, відповідно до отриманого виразом (4.3) вхідний опір при наявності ООС в порівнянні з каскадом на рис. 3.4, а, в якому порівняно невелике rвх=h11Е, У багато разів зростає, що є позитивним дією ООС.

Формулу для коефіцієнта посилення можна отримати на підставі наступних практично очевидних міркувань. Вхідний опір каскаду rвх значно перевищує вхідний опір транзистора h11Е, Тому наближено можна прийняти uбе»0. Так як, iб=iк/h21еiк, то iэ=iк+iб»iк. Тоді відповідно до вираження (4.2) за змінною складовою вхідний сигнал буде приблизно дорівнює падінню напруги на емітерний резисторі: uвх»R4iэ»R4iк. Відповідно до формули (3.3) вихідний сигнал по змінної складової: uвих»R3iк. На підставі виразів для вхідного і вихідного сигналів отримуємо наближену формулу:

kU »uвих/uвх»R3/R4. (4.4)

З формули видно, що в порівнянні з каскадом на рис. 3.4, а в підсилювачі на рис. 4.1 ООС зменшує коефіцієнт посилення по напрузі. У той же час при наявності ООС коефіцієнт підсилення не залежить від мінливих з температурою параметрів транзистора.

 Вказівки до виконання завдання 3 |  Вказівки до виконання завдання 4


 Мета і завдання виконання домашнього завдання. |  Загальні вказівки щодо виконання та оформлення домашнього завдання. |  Випрямлячі |  Вказівки до виконання завдання 1 |  стабілізатори напруги |  Вказівки до виконання завдання 2 |  транзистори |  Усунення нелінійних спотворень шляхом зміщення емітерного р-n переходу |  операційні підсилювачі |  Функціональні пристрої на ОУ. Инвертирующий підсилювач. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати