13.4. Влияние оос на амплитудно-частотную характеристику

Основными количественными параметрами частотной характерис­тики усилителя являются полоса пропускания и верхняя граничная частота.

Рассмотрим вначале этот вопрос качественно, рис.13.2.

Рис.13.2. АЧХ усилителя с учетом цепи ООС

Если введем от­рицательную обратную связь в усилитель с неравномерной частотной характеристикой, то коэффициент усиления уменьшается больше на той частоте, на которой коэффициент усиления максимален. За счет этого выравнивается частотная характеристика и увеличивается по­лоса пропускания.

Для количественного рассмотрения этого вопроса коэффициент усиления в области верхних частот К_в=К₀/(1+jω_в) подставим вы­ражение в (13.5): (13.12)

Введя в выражение (13.12) следующие обозначения

(13.13)

получим коэффициент усиления и частотную характеристику усилите­ля с обратной связью в области высоких частот:

(13.14)

В выражениях (13.14) присутствует постоянная времени уси­лителя с обратной связью. Из выражения (13.13) видим, что. Верхняя граничная частота усилителя определяетсяс учетом обратной связи

(13.15)

Таким образом, отрицательная обратная связь увеличивает вер­хнюю граничную частоту и полосу пропускания усилителя.

Надо отметить, что площадь усиления при этом остается постоянной

(13.16)

Из выражения (13.16) можно сделать вывод, что полоса пропус­кания усилителя с ООС увеличивается за счет проигрыша в коэффи­циенте усиления.

Лекция №14 Усилительные каскады с различными видами обратной связи

14.1. Усилительные каскады с последовательной оос по току

Простейшими схемами усилителей с обратной связью являются усилители с общим истоком (рис.14.1,а) и с общим эмиттером (рис.14.1,б), в которых отсутствуют шунтирующие емкости в цепи истока и эмиттера.

Рис.14.1. Усилительные каскады с последовательной ООС по току.

В этих схемах возникает последовательная отрицательная об­ратная связь по току. Переменная составляющая выходного тока протекает соответствен­но по сопротивлениям R_и и R_э. Следовательно, на этих резисторах происходит падение напряжения , которое подается во входную цепь последовательно и в противофазе с входным сигналом. Коэффициент передачи цепи обратной связи для этого каскада (рис.14.1,а) можно определить следующим образом:

(14.1)

Подставив (14.1) в выражение (13.5), получим;

(14.2)

Здесь уместно напомнить, что эмиттерная стабилизация - это и есть последовательная отрицательная обратная связь по постоянному току.

14.2. Влияние элементов автоматического смещения и эммитерной стабилизации на ачх

Рассмотрим влияние элементов автоматического смещения R_иС_и и эммитерной стабилизации на частотную характерис­тику. При анализе частотных характеристик по эквивалентной схеме усилителя этими элементами пренебрегли, считая, что наличие шун­тирующих емкостей позволяет накоротко замкнуть эти цепи. На сред­них и высоких частотах данное условие действительно выполняется, поэтому эти цепи не оказывают своего влияния. На низких частотах емкостные сопротивленияС_и и С_э возрастают, следовательно, в цепях R_иС_и и происходит падение напряжения по переменной составляющей. Таким образом, в усилителях возникает отрицательная обратная связь в области низких частот и за счет этого происходит дополни­тельный спад частотной характеристики, рис.14.2.

Рис.14.2. Влияние шунтирующей емкости на АЧХ.

Количественно это можно оценить следующими выражениями:

(14.3)

(14.4)

Проанализировав выражение (14.4), убедимся, что при

Для импульсных усилителей рассматриваемые цепи создают до­полнительный спад плоской вершины импульса, рис.14.3.

Рис.14.3. Влияние шунтирующей емкости на переходную характеристику.