Файл: Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 136

Скачиваний: 0

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

- 170 -

Рассмотрим прежде всего впияние поснедоватеявной обрат­ ной связи (р и с .З .Щ ) на входное сопротивление у сипит едя.

Входное сопротивление усиштелй без обратной овдзи

будет

0 .3 0 )

а усилителя,с обратной свяаыо ^

7

1ас.о .с“

и

 

^

Т ~

(3.51 )

 

 

 

 

или

 

и. - U .

 

„

 

 

•7

 

1

^

 

L 1st О С *

■*“ =

 

 

к V,

 

ч

 

Поскольку

,

 

 

7

 

 

 

M Ui

в а с . о . с

- v

 

i

i ,

I j

-

171 -

*•••

а з э )

Из выражения (3.32) следует, что последовательная отри­ цательная обратная связь независимо от способа ее снятия, о выходной цепи увеличивает входное сопротивление части усили­

теля, охваченной обратной связью в

1*£К.

Раз*

Положите яв­

ная последовательная

обратная связь

при

 

 

уменьшает

входное

сопротивление,

а

при ^ К >1 делает

его

отрицательным.

При параллельной отрицательной и положительной обратных

связях

и />К.<1

входное

сопротивление уменьшается.

Покажем это .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

рис. З .Н б

следует, что

входная проводимость усилите­

ля с параллельной

обратной связью будет

 

 

 

 

 

 

1

 

 

_1_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^Ьх.о-с

тг

и

 

и

 

 

(3.33)

 

 

 

v

 

 

 

Выходной ток четырехполюсника jb

можно определить из

равенства

 

1Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3 .34)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zp

 

 

 

 

 

 

 

где

-

выходное

сопротивление

цели

Jb

.

,

Учитывая,

что Z « *

- j -

,

подставим

и Г - > к и

равенство (3 .34) и получим1

 

 

 

 

'

 

 

 

Т

 

 

 

U<i~jkK)

 

 

 

 

 

$>

V -

 

 

<7

 

 

 

 

 

 

 

 

’Р

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

последнее

соотношение

в (3 .3 3 ),

получим выра­

жаю е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

_

_ J_ _

+

 

 

 

 

(3 .35)

 

 

г * * . , ,

 

2 » ~

 

z fi

 

 

 

Из соотношения ^3.35) следует, что входное сопротивле­

ние усилителя

с параллельной

обратной

связью эквивалентно

 

..

Т7? _

 

 

А

 

сопротивлению двух

 

параллель-

 

ных участков

и

1 -

^ ix .o .c . "*L

1 l

 

 

 

 

! ______о= r

фис. 3.12).

 

 

Рис .

3.12

 

 

 

§ З.б.

ВЛИЯНИЕ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ НА ВЫХОДНОЕ

 

С0ПР0ТйВЛЕНИг Рассмотрим влияние обратной связи на выходное сопротив­

ление усилителя.

Изменение выходного сопротивления при введении обратной связи зависит от способа обратной связи, ее величины и Фазы. Схема подачи напряжения обратной связи на вход (последователь­ ная или параллельная) при этом значения не имеет, если не учитывать соотношения между входным сопротивлением усилителя и сопротивлением источника.

Будем полагать, что усилитель и цепь обратной связи обладают линейными свойствами. Всякий усилитель со стороны выхода можно рассматривать как генератор электрических коле­ баний усиливаемого сигнала-. Подобно любому источнику тока . усилитель характеризуется некоторым выходным или внутренним сопротивлением ^ g bl3j зависящим от схемы каскада, а также режима и типа работающих в нем усилительных элементов. Часто выходное сопротивление усилителя можно считать чисто актив­ ным.

В общем виде схема усилителя, охваченная последователь­ ной обратной связью комбинированного типа, т .е . содержащая одновременно как связь по току, так и связь по напряжению,

представлена на.рис. .3,13,

 

 

 

 

 

 

- 173

-

 

 

где

 

Кхх

-

коэффициент усиления усилителя в режиме

 

 

 

 

 

холостого хода, т .е при обрыве

нагрузки^

 

 

2

--

выходное сопротивление усилителя;

 

 

Z„

бы®.

-

высокоомный двигатель;

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

. а

н

 

з .д .с .

 

а

 

 

 

 

Кх

х (74 -

выходной цепи усилителя.

 

 

Ради простоты рассмотрим раздельно два крайних случая:

связь по напряжению и току.

 

 

 

 

 

Связь по напряжению. Для получения обратной связи толькф

этого

типа положим

= 0.

 

 

 

 

 

Для упрощения вывода положим, что сопротивление источ­

ника

Z H=0

и выходное сопротивление цепи обратной

Ьвязи

мало по

сравнению с

входным сопротивлением усилителя

,

а также

р -

цепь

не представляет

сколько-нибудь заметной

нагрузки для усилителя,т.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

»

i

 

 

 

 

 

 

А

Т 6Ь,Ж*Ун

 

 

Для установления влияния обратной связи воспользуемся

методом холостого хода и короткого замыкания.

 

 

Выходное напряжение схемы при холостом ходе( Z

« м )

будет

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^Ifcix.x.x = ^ х х Ч .х .х ’

 

 

где

 

U

- входное напряжение усилителя

при холостом

 

 

'•АЛ

ходе*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При коротком

замыкании

нагрузки ( 1 К=0)

з .д .с .

выход­

ной цепи усилителя равна произведению входного напряжения

усилителя

при

2Н=0

на К х х • Тогда ток короткого

замыкания выходной цепи определится

 

 

к5

I бых.хз

'1ысс

Определяя выходное сопротивление схемы усилителя с уче­ том обратной связи ZgMac как отношение выходного напряжения холостого хода к выходному'току.короткого замыкания, получим

-174 -

и,биосх.х

 

1Ьыас.О.С=

 

 

 

 

 

4 If3

 

 

 

 

I

к . а

 

 

 

 

 

 

 

 

f e t ; x

 

 

 

 

 

 

 

 

Имея в виду соотношения

Ц т т =

^ 1 ) . „

a

U.

= и

 

 

 

4.Х.Д

 

.рлд.

 

iK

 

Ъ

и исключая из последнего

равенства

U1KS

«

получим

 

 

1бысс. о.С

 

 

’ бы®

 

 

 

 

 

 

 

 

f o

e

 

 

 

(3.36)

 

 

 

 

 

 

fy.xx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пооледнее

выражение можно представить в

виде

 

 

 

 

2

 

 

 

X.»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ь ы с с .

 

 

 

 

 

 

6ь,эс о с

 

4_jb.lt.

 

 

 

(3.37)

 

 

 

 

 

 

 

XX

 

 

 

или п р

отрицательной обратной

связи, когда

 

 

 

 

гг

_

 

.

? Ьызс

 

 

 

 

 

 

"Бых о.с-

i ♦ JbKXX

 

 

 

(3.38)

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, отрицательная обратная связь по напряжению

уменьшает

выходное сопротивление усилителя,

охваченного об­

ратной

связью, в 1+>К раз.

 

 

 

 

 

 

 

 

Нетрудно усмотреть из соотношения (3.37)

,

что при поло-,

житеиьной обратной связи по напряжению выходное сопротивлений усилителя увеличивается.

Отрицательная обратная свяЗь

по напряжению повышает с т а - ,

бильност^ выходного Напряжения усилителя.

С учетом выходного сопротивления источника сигнала

и входного сопротивления Z 6x

формула (3.36) прыет вид

Z6ых.О.С

 

U

 

 

4 -

>х.х

И х

 

 

и.

(5.39)

 

 

1 . ХХ

 

Связь ПО ГОКУ

Для получения

связи только,по току

- 175

-

 

необходимо, чтобы Zj^-*- Z p 2 =<»

• в цепях упрощения иссле-

дования, как и раньше, примем,

что

гя-° ■ |*и«1 » \Ы

Проделав операции, аналогичные операциям исследования связй по напряжению, получим

 

= Z

„ _ <

i - ^ J £

- ) .

(ЗЛО )

'ёыЭС. О.С

’ быэеЛ

и.1.К.}

 

 

 

 

 

 

 

При отрицательной обратной связи последнее выражение

можно представить в

виде

 

 

 

 

Z„

« Z -

и,

 

(3.41)

( 1 * - Л * - 3 -

быас о.С

быосЛ

ц

)

 

* к.5

Таким образом, из получаемых выражений (3.40) и (3.41) видно, что при введении в усилитель положительной обратной связи по току его выходное сопротивление уменьшается; при отрицательной же обратной связи по току выходное сопротивле­ ние возрастает.

При отрицательной обратной связи по току растет стабиль+> ность выходного тока при изменениях нагрузки. Поэтому этот вид связи применяется в таких усилителях, в которых выходной! ток должен мало изменяться при значительных изменениях нагруз­ ки. Такие усилители чаще всего используются в выходных кас­ кадах.

§ 3.7. УСТОЙЧИВОСТЬ УСИЛИТЕЛЕЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Одним существенным недостатком усилителей с обратной связью является возможность возникновения паразитной гене­ рации, т .е . появления в усилителе собственных колебаний при отсутствии внешних сигналов на входе.

Из выражения (3 .4 ), определяющего коэффициент усиления

линейной системы в установившемся режиме,

следует, что при

положительной обратной овязи, когда jaK .= l

, коэффициент

усиления системы становится бесконечно большим, имеет место

.самовозбуждение усилителя.

Смотрите также файлы