2.7.2 Влияние ос на нестабильность коэффициента усиления

Нестабильностью коэффициента усиления называют отношение максимального возможного отклонения коэффициента от номинального значения к номинальному значению

.

Оценим влияние обратной связи на нестабильность коэффициента. Считаем все коэффициенты действительными

. .

. (2.44)

Из уравнения (2.44) следует, что положительная обратная связь увеличивает, а отрицательная обратная связь уменьшает нестабильность. Так как коэффициенты транзисторного усилителя очень нестабильны, из-за нестабильности параметров транзистора, то отрицательная обратная связь широко используется в транзисторных усилителях для снижения общей нестабильности коэффициентов.

2.7.3 Усилитель переменного тока с параллельной ос по напряжению

При нечетном числе инверсных каскадов усилитель мощет быть охвачен отрицательной обратной связью с выхода последнего каскада на вход первого каскада. Упрощенная принципиальная схема такого усилителя приведена на рис. 2.23, а.

а) б)

Рис. 2.23 Усилитель переменного тока с параллельной ОС по напряжению:

а) – принципиальная схема; б) – схема замещения для расчета коэффициента

В нашем случае сопротивление обратной связи ROC преобразует выходное напряжение в ток, и суммируются токи, то есть применить формулу (2.37) нельзя. Проанализируем усилитель, используя схему замещения рис. 2.23, б.

Входное сопротивление усилителя практически равно входному сопротивлению транзистора VT1. Выполняется соотношение и . Благодаря большому коэффициенту усиления усилителя по току, его входной ток много меньше входного тока и тока обратной связи, тогда

, отсюда

. (2.45)

Коэффициент усиления усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, не зависит от коэффициента собственно усилителя, а определяется внешними сопротивлениями.

2.7.4 Усилитель переменного тока с четным числом каскадов и последовательной ос по напряжению

При четном числе инверсных каскадов в усилителе, обратная связь с выхода последнего каскада подается на эмиттер первого каскада, чтобы обратная связь была отрицательной. Упрощенная принципиальная схема такого усилителя приведена на рис. 2.24, а.

а) б)

Рис. 2.24 Усилитель переменного тока с последовательной ОС по напряжению: а) – принципиальная схема; б) – схема замещения

Падение напряжения база-эмиттер транзистора VT1 изменяется незначительно, поэтому можно считать, что входной сигнал приложен к резистору R_Э. Выходное напряжение распределяется между резисторами R_OC и R_Э.

, тогда . (2.46)

И для этого варианта результирующий коэффициент определяется сопротивлениями.

Формулы (2.45) и (2.46) приближенные, они справедливы при бесконечном исходном коэффициенте усиления усилителя. Определим относительную ошибку, связанную с конечным исходным усилением усилителя.

. (2.47)

Учтем, что , тогда

. (2.48)

Пример. Усилитель обладает исходным коэффициентом усиления 1000, нестабильность коэффициента 30%. После замыкания отрицательной обратной связи коэффициент К_ОС = 50.

Ошибка в определении результирующего коэффициента

Относительная нестабильность при наличии отрицательной ОС .

Относительная нестабильность существенно снизилась.

2.8. Импульсный усилитель

2.8.1 Параметры импульса

Импульсные схемы оперируют сигналами двух уровней: высоким и низким. На рис. 2.25 Условно показан положительный импульс.

Рис. 5.25 Параметры импульса

Импульс характеризуют следующими параметрами:

- длительность переднего фронта по уровню 0.1 – 0.9;

- длительность заднего фронта по уровню 0.1 – 0.9;

- активная длительность импульса по уровню 0.5.

Периодическую последовательность импульсов характеризуют:

Т – периодом следования импульсов;

–частота следования импульсов;

–длительность импульса;

–относительная длительность импульса;

–скважность следования импульсов.

Рис. 5.26 Параметры последовательности импульсов