Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 330

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т р а н с ф о р м а т о р н ы й у с и л и т е л ь с п о с л е д о в а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я з ь ю

по н а п р я ж е н и ю

На рис. 2.61 приведены схемы трансформаторных усилителей низкой частоты с последовательной отрицательной обратной связью по напряжению.

В схеме, изображенной на рис. 2.61,а напряжение отрицатель­ ной обратной связи получается при помощи делителя RiR2, под­ ключенного ко вторичной обмотке выходного трансформатора. По-

а

6

Рис. 2.61. Схемы трансформаторных :илителей с последовательной обратной связью по апряжению

этому в данной схеме обратная связь уменьшает нелинейные иска­ жения, возникающие не только за счет кривизны динамической характеристики лампы, но и создаваемые выходным трансформа­ тором. Одновременно уменьшается фон переменного тока, возни­ кающий от пульсаций напряжения Еа (если оно получается от выпрямителя).

Вторичную обмотку трансформатора необходимо правильно подключить к делителю напряжения. При неправильном ее вклю­ чении обратная связь может оказаться положительной и качество работы усилителя резко ухудшится. В этом случае необходимо поменять концы обмотки трансформатора, подключенные к дели­ телю.

Особенность схемы, изображенной на рис. 2.61,6, заключается в том, что в ней напряжение обратной связи может превышать вы­ ходное напряжение. Поэтому коэффициент обратной связи может быть любой величины.

Из схемы видно, что

10—869

289


3. Усилители с последовательной обратной связью по току

В радиоприемных устройствах последовательную ООС по току применяют в резисторных усилителях видеочастоты, а также в резонансных усилителях напряжения высокой и промежуточной частоты.

Типичная схема резисторного усилителя с последовательной ООС по току изображена на рис. 2.62, а.

6

Рис. 2.62. Схема резисторного усилителя с последователь­ ной ООС по току (а) и процесс усиления им синусоидаль­ ного напряжения (б)

В этой схеме элементом обратной связи является резистор RK. Одновременно он служит сопротивлением смещения. Напряжение смещения создает постоянная составляющая анодного тока, а на­ пряжение обратной связи создает переменная составляющая анод­ ного тока.

Следовательно,

EG ho ' Rk'

Амплитуда выходного напряжения

вых = = Ала " R»'

290

Поэтому коэффициент

обратной

связи

 

р =

^ 1 _ = * 1 .

(2.147)

 

ит вых

^ а

 

Из формулы (2.147) ясно, что в усилителе с ООС по току коэффициент р может быть любой величины (от 0 до с о ) . Следо­ вательно, в таком усилителе напряжение обратной связи может оказаться больше выходного напряжения. Для этого надо иметь RK>R&- Однако всегда напряжение обратной связи получается меньше входного напряжения.

а

б

Рис. 2.63. Полная

эквивалентная схема

резисторного усилителя

с последовательной ООС по току и ее вариант для средних частот

Физические процессы, происходящие в рассматриваемом уси­

лителе,

показаны на рис. 2.62, б. Особых пояснений

данный

рису­

нок не

требует.

 

 

Для

выяснения частотных свойств усилителя с

ООС по

току

составим его эквивалентную схему. С этой целью выведем урав­

нение

для переменной

составляющей анодного

тока лампы,

счи­

тая

/?а<С^п-

 

 

 

 

 

 

 

 

В

усилителе с отрицательной обратной связью при активной

нагрузке

лампы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~ — ° * • 1 +

р/С •

 

 

 

В

рассматриваемой схеме

усилителя

 

 

 

 

 

с

 

у-

^

У-Яз

 

 

 

 

 

°d

'Riр ,

+р ОRt. л+. рRx'. » "А

Ri + R* +

RK'

 

 

Поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ f l

~ =

Rl + (1 + н Г я к + « а '

( 2 ' 1 4 8 ^

 

 

Это уравнение

можно

записать в следующем виде

 

 

 

 

 

 

 

/ =

Г^ в х

,

(2.148,

а)

где

^

=

/?, + ( 1 + | * ) Я к .

 

 

 

 

 

 

На

основании уравнения (2.148) получаемся эквивалентная

схема

резисторного усилителя

(рис. 2.63). Из нее видно, что дей-

Ю*

 

 

 

 

 

 

 

291

 


ствие ООС по току сводится только- к увеличению внутреннего сопротивления эквивалентного генератора на величину (1+fi) •./?,<. ЭДС генератора и все остальные элементы эквивалентной схемы остаются такими же, как в усилителе без обратной связи. Сле­ дует лишь обратить внимание на то обстоятельство, что напряже­ ние Uu__, показанное на зажимах эквивалентного генератора, в

реальной схеме действует между анодом лампы и корпусом уси­ лителя.

Выходное напряжение

 

 

 

Т J

 

Г

D

 

 

t^Bx

 

П

 

 

 

 

 

 

 

в ы х

а ~

 

 

Я,- + (1 + р - ) Я к + Да

 

 

 

 

Поэтому

коэффициент

усиления

каскада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! < Р =

Ri +

0

+ v-)RK+R<i

'

 

 

(2.149)

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

R

 

 

Если учесть,

что

К9 = } + ? к

,

где К = Sd Ra,

а Р =

- ^ - ,

то

уравнение

для

коэффициента

 

усиления

получается

в следую­

щем

виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к ? = г г & -

 

 

 

 

С 2 - 1 4 9 - " )

Пользуясь

эквивалентной

схемой

усилителя

легко

рассчитать

его

выходное

сопротивление:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

_

[fli + O + tO •/?*]•/?.

_

R'iR«

 

^ .

п

, cm

 

 

 

«вых -

Л <

+

( 1 +

 

. Я

к + R

a ~ R

- + к

 

 

 

Поскольку

/?)>• Rit

то,

следовательно,

отрицательная

обрат­

ная

связь по току увеличивает

выходное

сопротивление усилителя.

В резисторном каскаде следствием этого является уменьшение по­ лосы пропускания в области верхних частот. В резонансных уси­

лителях последовательная

ООС по току

улучшает частотную из­

бирательность и повышает

стабильность

работы.

4. Усилители с параллельной обратной связью

Параллельная ООС находит применение в резисторных и в ре­

зонансных каскадах приемника. Типичная схема резисторного уси­

лителя с параллельной обратной связью по напряжению

изобра­

жена на рис. 2.64 (каскад на лампе Л2).

В этой

схеме цепь об­

ратной связи состоит из резистора R{ и выходного

сопротивления

первого каскада /?В ыхь Поскольку обычно

Rai^Rn,

то

можно

считать, что

 

 

 

ЛR'l 'Ral

292


Коэффициент обратной связи для каскада на лампе Л2 можно определить по формуле

^ВЫХ 1 + ^1

Из схемы видно, что через резистор Ra\ протекают два встреч­ ных переменных тока: переменная составляющая анодного тока лампы Л\ и ток цепи обратной связи каскада на лампе Л2. Следо­ вательно, введение параллельной обратной связи включением ре­ зистора Ri приводит к уменьшению переменного анодного напря-

а

Рис. 2.64. Типичная схема усилителя с па­ раллельной ООС по напряжению

жения лампы Лх. Данное явление можно объяснить уменьшением сопротивления анодной нагрузки лампы Л\, а это означает, что каскад на лампе Л2 кроме входной емкости имеет еще и входное активное сопротивление. Обозначим его /?в х р . Это сопротивление включено параллельно сопротивлению Rai-

Учитывая уравнение (2.137)

и считая,

что Ral <C-/?ni>

можно

написать следующее

равенство:

 

 

 

 

 

 

•^вхр'-^а!

Rai

 

 

 

где

К2 — коэффициент

усиления

каскада

на

лампе Л2 без

обрат­

ной

связи. Он равен

отношению

переменной

составляющей

анод­

ного напряжения данной лампы к переменному напряжению, дей­

ствующему на сетке при отключенном сопротивлении

R\.

Таким образом,

 

 

 

D

-ftal

#al (#вых 1 + R\)

/ о 1 £ 1 \

Уменьшение входного сопротивления усилителя является след­ ствием параллельной обратной связи и считается ее основным недостатком,

293


5. Отрицательная обратная связь в транзисторных усилителях

В транзисторных усилителях ООС применяется не только для улучшения их качественных показателей, но и для стабилизации режима транзисторов, который зависит от температуры окружаю­ щей среды.

Поэтому в транзисторных усилителях следует различать инер­ ционную и безынерционную отрицательную обратную связь.

У с ил и т е л и с и н е р ц и о н н о й о т р и ц а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я з ь ю

Обратную связь называют инерционной, если она осуще­ ствляется только по постоянному напряжению или по постоян­ ному току какого-либо электрода транзистора. Инерционная от-

1ко+1Б0

Рис. 2.65. Схема резисторного усилителя с параллельной ИООС по коллекторному напряжению

рицательная обратная связь (ИООС) применяется для темпера­ турной стабилизации исходного режима транзисторов. Наиболее часто она используется в следующих вариантах:

параллельная по коллекторному напряжению;

последовательная по эмиттерному току.

Схема резисторного усилителя в параллельной ИООС по кол­ лекторному напряжению изображена на рис. 2.65. В этой схеме при помощи интегрирующего (сглаживающего) фильтра Яь\С$ в сочетании с резистором /?бг происходит выделение постоянного на­ пряжения

£ . = и - « о т

<2Л52>

Это напряжение действует на конденсаторе фильтра Сф. Вели­ чина напряжения Е$ может изменяться только медленно, т. е.

294