11. Влияние ос на коэфф. Усилителя и стабильность

Для обеспечения требуемого коэффициента усиления используются многокаскадные усилители, представляющие собой преимущественно последовательное соединение одиночных каскадов. Для обеспечения возможности изменять в широких пределах параметры и характеристики усилителя используются обратные связи. Обратной связью в усилителях называют передачу всего или части выходного сигнала во входную цепь усилителя. Цепь, по которой осуществляется передача сигнала ОС, называется цепью обратной связи. Петлей ОСn называют замкнутый контур, включающий в себя цепь ОС и часть усилителя между точками ее подключения. Местной петлей ОС (местной ОС) называют ОС, охватывающую отдельные каскады или часть усилителя. Общая ОС охватывает весь усилитель. Влияние обратной связи на параметры усилителя определяется видом обратной связи, наличием или отсутствием в цепи обратной связи частотно-зависимых элементов.

Упрощенная структурная схема усилителя с обратной связью показана на

рис. 5.5. Усилитель имеет в направлении, указанном стрелкой, коэффициент усиления . Другим прямоугольником обозначена цепь ОС, имеющая коэффициент передачи – напряжение ОС, передаваемое с выхода усилителя на вход. Коэффициент показывает, какая часть выходного напряжения передается обратно на вход, поэтому его называют коэффициентом обратной связи. Обычно , т.е. цепь ОС является пассивным линейным четырехполюсником.

Коэффициент усиления и коэффициент передачи цепи ОС в общем случае являются величинами комплексными, учитывающими возможный фазовый сдвиг на низких и высоких частотах за счет наличия в схемах реактивных элементов. В диапазоне средних частот коэффициент усиления К и коэффициент передачи цепи ОС β можно считать вещественными величинами.

Если напряжение совпадает по фазе со входным напряжением , то в точке сравнения происходит сложение сигналов, и ОС называют положительной (ПОС). Если и противофазны , то в точке сравнения происходит их вычитание и ОС называют отрицательной (ООС).

Для определения вида ОС можно воспользоваться следующим правилом: если при коротком замыкании нагрузки напряжение ОС сохраняется, то реализована ОС по току; если же оно стремится к нулю, то реализована ОС по напряжению.

Отрицательная обратная связь позволяет улучшить ряд параметров усилителя, поэтому она нашла на практике преимущественное применение. Оценку влияния обратной связи на параметры усилителя рассмотрим на примере схемы с последовательной ОС по напряжению.

Положительная обратная связь, увеличивающая коэффициент усиления, в электронных усилителях практически не применяется, так как при этом значительно ухудшается стабильность коэффициента усиления.

12. Усилительный каскад в схеме с ок (эмиттерный габарит)

В данном каскаде с-л, под. на

вх. б. равен: Uвх=Uбэ0+Uвых

Если Uвых>> Uбэ, то оно

приблизит. равно входному.

В связи с этим этот каск. част

наз-ют эмит-м повторителем.

В режиме покоя R1, R2, Rэ

зад-ют нач-ый ток смещения.

С пом. этих эл-ов выбир-ся

раб. точка на середине лин.

уч-ка вх. хар-ки. Отсутствие конд-ра в цепи Э обесп-ет наличие послед-й ООС по току. Это обесп-ет темпер-ую стаб-ть данной схемы и расшир-ся ПП.

Для анализа каскада по перем. с-лу исп-ют эквивал. схему (б).

Rвх=R1||R2||[rб+(1+h21э)*(rэ+Rэ||Rн)];

Rвых=Rэ||[rэ+ (rб+R1||R2||Rr)/(1+h21э)]= =rэ+(rб+Rr)/(1+h21э) (вых. сопр-е оч. мало и сост-ет десятки Ом) В связи с этим большое вх. сопр-е и малое вых. явл-ся сущ. дост-ом данного ус-ля, что позв-ет исп-ть его в кач. буферного каскада.

Кi=(1+h21э)*(Rвх/rвх)*(Rэ||rн)/Rн=(1+h21э)*Rэ/(Rэ+Rн)

Ku=(1+h21э)*(Rэ||Rн)/(Rвх+Rг) <1

Наличие послед. ООС обеспеч. каскаду его широко-пол-ть, при этом ПП эмит-го повтр-ля сост-ет сотни кГц.

Эмит-й повторитель обычно исп-ся в вых. (оконечных) каскадах усиления и вых. каск. ОУ (интегр.-ых микросхем).