1.12 Влияние отрицательной обратной связи на частотную, фазовую и переходную характеристики
Зависимость коэффициента усиления усилителя с ООС в области нижних частот имеет вид
, (40)
где
;
.
(41)
Итак, введение
отрицательной обратной связи привело
к увеличению постоянной времени каскада
в области нижних частот в
раз. Это привело к уменьшению нижней
граничной частоты усилителя в
раз.
Зависимость коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной связью в области верхних частот принимает вид
,
(42)
где
,
. (43)
Итак, постоянная времени усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, уменьшилась на верхних частотах в раз по сравнению с усилителем без обратной связи. Значит, верхняя граничная частота возросла в раз.
Физически расширение
полосы пропускания усилителя при
введении отрицательной обратной связи
можно объяснить так. В области средних
частот усиление, как известно, максимальное.
Поэтому выходное напряжение, а значит,
и напряжение обратной связи имеют
наибольшие значения амплитуд. По мере
перехода в область нижних или верхних
частот напряжение на выходе уменьшается,
что ведет к снижению и напряжения
обратной связи, так как вектор последнего
сдвинут по фазе на
относительно вектора сигнала генератора.
Поэтому результирующее напряжение,
приложенное к входным зажимам усилительного
элемента, возрастает относительно
значения на средних частотах. В результате
скорость спада выходного напряжения
усилителя с отрицательной обратной
связью уменьшается по сравнению с
усилителем без обратной связи. В итоге
частотная характеристика улучшается.
Отрицательная
обратная связь улучшает также фазовую
характеристику усилителя. Так, например,
в резисторном каскаде усиления в
соответствии с выражением
фазовый сдвиг, вносимый усилителем в
области нижних частот, тем меньше, чем
больше постоянная времени каскада. А
из выражения (41) следует, что введение
отрицательной обратной связи приводит
к росту постоянной времени в области
нижних частот в
раз.
Введение отрицательной
обратной связи приводит также к улучшению
переходной характеристики усилителя.
Физически это объясняется тем, что при
этом спектральные составляющие,
расположенные в области нижних и верхних
частот искажаются меньше, полоса
пропускания становится шире. Увеличение
,
как следует из выражения
,
приводит к улучшению переходной
характеристики в области малых времен.
С другой стороны
снижение величины
имело место при росте постоянной времени
каскада в области
нижних частот (41). А это с учетом выражения
приводит к улучшению переходной
характеристики в области больших времен.
29. Источники вторичного электропитания.
Все вторичные источники питания по типу использования можно разделить на два основных класса.
Первый - это вторичные источники, или блоки бесперебойного питания, или источники вторичного электропитания резервированные (ИВЭПР). Более понятно, но редко, их называют источниками непрерывного питания. Подобные устройства предназначены для питания аппаратуры, которая не имеет своего встроенного сетевого источника питания. Как следует из названия, такие источники обеспечивают питание нагрузки всегда с указанными на них параметрами. Подобные источники питания состоят из сетевого источника питания достаточной мощности, зарядного устройства для аккумуляторной батареи (АКБ) и схемы переключения нагрузки с сетевого источника на АКБ.
Второй - это вторичные источники (блоки) резервного питания. Они предназначены для обеспечения питания нагрузки при отсутствии основного источника (сета 220 В). Работают с аппаратурой, которая имеет сетевой преобразователь и входы под резервное питание. По своей сути они представляют собой сетевые зарядные устройства для АКБ и схемы защиты.
Понятно, что источник бесперебойного питания можно использовать как источник резервного питания, но никак не наоборот. Источники резервного питания существенно дешевле, т.к. в них отсутствует мощный сетевой преобразователь.
По схемотехническим решениям источники можно разделить на три категории. Основным критерием является способ построения мощного низковольтного стабилизатора.
Первая категория - это источники питания с высокочастотным импульсным стабилизатором. К достоинствам можно отнести высокий КПД, малые габариты и широкий диапазон входного сетевого напряжения, а также невысокую стоимость. Недостатки - высокий уровень помех и средний уровень надежности. Поэтому в системах безопасности пока применяются крайне редко, однако развитие элементной базы сулит со временем неплохие перспективы этому типу приборов.
Вторая категория - это трансформаторные источники питания с ШИМ-стабилизатором. Их достоинства - высокий КПД и невысокая цена. Недостатки - высокочастотные помехи на выходе. В последнее время, благодаря развитию современной элементной базы, эти источники получили большое развитие. Иногда ШИМ-стабилизаторы применяются для преобразования одного напряжения в другое при разработке источников питания с несколькими напряжениями на выходе или при необходимости получить на выходе напряжения, не равные напряжению АКБ.
Третья категория - это трансформаторные источники питания с линейным стабилизатором. Их достоинства - высокая надежность, низкий уровень помех, хорошая ремонтопригодность. Однако существенный недостаток - это постоянный рост стоимости, пропорциональный росту цен на цветные металлы, а также большая масса и габариты. Однако, учитывая специфику применения в системах безопасности, эти источники еще долшо будут фаворитами.