1.10 Влияние обратной связи на входное сопротивление усилителя

Характер изменения входного сопротивления усилителя определяется способом введения напряжения обратной связи во входную цепь и не зависит от способа подключения цепи обратной связи к выходу усилителя.

Входное сопротивление усилителя с последовательной ОС определяется выражением

. (33)

При отрицательной обратной связи , поэтому

(34)

Как видно из последней формулы, последовательная отрицательная обратная связь увеличивает входное сопротивление усилителя в раз.

Учитывая (34), можно заключить, что действительная составляющая входного сопротивления растет, а входная емкость уменьшается.

Увеличение входного сопротивления при последовательной отрицательной обратной связи произошло потому, что напряжение обратной связи вычитается из напряжения генератора сигналов. Поэтому напряжение на входе усилителя и ток входной цепи падают, что эквивалентно увеличению входного сопротивления.

При положительной последовательной обратной связи входное сопротивление усилителя уменьшается.

Входное сопротивление усилителя с параллельной ООС имеет вид

. (35)

Следовательно, параллельная отрицательная обратная связь увеличивает входную проводимость усилителя, в результате чего его входное сопротивление уменьшается.

Физически уменьшение входного сопротивления обусловлено шунтированием входа усилителя уменьшенным в (1+К) раз сопротивлением обратной связи z_СВ. Уменьшение последнего в свою очередь объясняется тем, что к сопротивлению z_СВ приложено результирующее напряжение , что в (1+К) раз больше входного напряжения.

При положительной обратной связи знак перед К в выражении (35) должен быть изменен на отрицательный. Поэтому в зависимости от значений К и z_СВ параллельная положительная обратная связь может уменьшать входное сопротивление, увеличивать его до бесконечно большой величины и даже делать его отрицательным.

1.11 Влияние обратной связи на выходное сопротивление усилителя

Характер изменения выходного сопротивления усилителя определяется способом подключения цепи обратной связи к выходу усилителя и не зависит от способа заведения напряжения обратной связи на его вход.

В случае обратной связи по напряжению выходное сопротивление определяется соотношением

. (36)

При отрицательной обратной связи , поэтому

. (37)

Таким образом, отрицательная обратная связь по напряжению уменьшает выходное сопротивление усилителя в раз.

Указанная закономерность имеет следующее физическое объяснение. Если в усилителе с отрицательной обратной связью по напряжению увеличить сопротивление нагрузки, то это приведет к росту выходного напряжения. Поэтому возрастет напряжение обратной связи, что вызывает уменьшение коэффициента усиления по напряжению. В итоге скорость роста напряжения на выходе усилителя падает. Итак, при увеличении сопротивления нагрузки выходное напряжение усилителя, охваченного отрицательной обратной связью по напряжению растет медленнее, чем при отсутствии отрицательной обратной связи. Это эквивалентно уменьшению выходного сопротивления устройства.

Положительная обратная связь по напряжению, как следует из выражения (37), в зависимости от величины может увеличить выходное сопротивление, сделать его бесконечно большим или даже отрицательным.

В случае обратной связи по току выходное сопротивление усилителя определяется выражением

. (38)

Если обратная связь отрицательная, то , поэтому

. (39)

Итак, отрицательная обратная связь по току, увеличивает выходное сопротивление усилителя в раз.

Рассмотрим физическую сторону выражения (39). Если в усилителе, содержащем отрицательную обратную связь по току увеличить сопротивление нагрузки, то ток в выходной цепи уменьшится. Это приведет к уменьшению напряжения обратной связи, что в свою очередь вызывает увеличение скорости роста выходного напряжения. Итак, при увеличении сопротивления нагрузки напряжение на выходе усилителя с отрицательной обратной связью по току растет быстрее, чем в усилителе без обратной связи. Значит, выходное сопротивление усилителя при введении отрицательной обратной связи по току возрастает.

Как следует из выражения (38), введение в усилитель положительной обратной связи по току может уменьшить выходное сопротивление, сделать равным нулю или даже отрицательным.