Файл: Богомолов А.М. Судовая полупроводниковая электроника.pdf

Особенности последовательной обратной связи

При последовательной обратной связи сигнал задаю­ щего воздействия и сигнал обратной связи суммируются непосредственно как напряжения по второму закону Кирхгофа, в результате последовательного соединения ис­

На основании соотношения между входным напряже­ нием усилителя без обратной связи и усилителя с обрат­ ной связью (см. формулу 12) можно путем деления этих величин на входной ток /вх найти соотношение между входным сопротивлением усилителя с обратной связью и усилителя без обратной связи:

Формула (16) показывает, что входное сопротивление усилителя, охваченного последовательной отрицательной обратной связью, больше входного сопротивления усили­ теля без обратной связи в 1 + Ку раз.

Входное сопротивление усилителя с последовательной положительной обратной связью, напротив, оказывается меньше, чем у усилителя без обратной связи и, более то­ го, при петлевом усилении, равном единице, становится бесконечно малым.

Особенности параллельной обратной связи

При параллельной обратной связи сигнал задающего воздействия и сигнал обратной связи, заданные напряже­ ниями, преобразуются на резистивных участках в соот­ ветствии с законом Ома в ток и, далее, суммируются по первому закону Кирхгофа путем параллельного соедине­ ния цепей задающего сигнала и сигнала обратной свя­ зи (рис. 9, б).

В соответствии с формулой (12) ток задающего воз­

20

и о.с = К Х и вх

а

L3 ~ l Sxo.c

5

с цепью параллельной обратной связи

Ток входной цепи усилителя без обратной связи равен:

_ ^вх *-RY"-_ *

Ток цепи обратной связи равен:

Z o . с

21

Подставляя в уравнение (17) величины г'вх и г0. с, а также производя деление правой и левой частей урав­ нения на величину входного напряжения ы.вх, получаем формулу для входной проводимости усилителя с парал­ лельной обратной связью:

1 - ( ± к т) 1

(19)

с

Из этой формулы следует, что входная проводимость усилителя с параллельной обратной связью увеличивает­ ся при отрицательной обратной связи и уменьшается при положительной обратной связи.

Особенности обратной связи по напряжению

Сопоставляя выходное напряжение усилителя без об­ ратной связи цвых = и3К и выходное напряжение усили­ теля с обратной связью ивых. 0. с = и3К0. с, нетрудно заме­ тить, что при одинаковом входном сигнале выходные си­ гналы этих усилителей различны, поскольку величины ко­ эффициентов усиления К и Ко. с не одинаковы. Раскрывая величину Ко. с, нетрудно убедиться, что величина ивых.0. с

откуда следует, что при отрицательной обратной связи по напряжению выходное сопротивление усилителя умень­ шается в 1 —(±Кт) раз, а при положительной обратной

1

связи увеличивается в -------- раз.

1 — К~\

Особенности обратной связи по току

Выходной ток усилителя, охваченного обратной связью, равен произведению входного тока на соответст­ вующий коэффициент усиления. Находя коэффициент уси­

22

ления усилителя с обратной связью по формуле ( И ) , можно определить выходной ток:

и

Учитывая, что i = — , и деля обе части уравне­

ния (14) на величину мвх, получим выражение для вы­ ходных проводимостей:

Из этого выражения следует, что при введении отри­ цательной обратной связи по току выходное сопротивле­ ние усилителя возрастает. При положительной обратной связи по току выходное сопротивление, наоборот, падает и может стать бесконечно малым.

Характеристики системы с глубокой положительной обратной связью, содержащей элемент, имеющий зону нечувствительности

В подавляющем большинстве случаев электронные схемы с глубокой положительной обратной связью имеют зону нечувствительности в элементе прямой передачи, в элементе обратной связи или в обоих элементах.

Такие схемы до некоторого уровня входного сигнала, соответствующего возникновению петлевого усиления, имеют входное сопротивление, соответствующее усилите­

бужденного состояния и далее схема сохраняет возбуж­ денное состояние за счет подачи на вход элемента прямой передачи сигнала обратной связи. Когда схема оказы­ вается в возбужденном состоянии, ее входное сопротив­ ление скачкообразно уменьшается при последовательной положительной обратной связи (рис. 10, б) или

23

^ в ь / х

4 3

в

Рис. 10. Характеристики элементов с глубокой положительной обратной связью:

а — статическая характеристика; б — входная характеристика при по­ следовательной ПОС; в — входная характеристика при параллельной

Г ЛА В А II

Д и н а м и ч е с к и е с в о й с т в а э л е к т р о н н ы х э л е м е н т о в

Реальные электронные элементы всегда содержат энергоемкие участки — емкости и индуктивно­ сти, которые являются параметрами схемы замещения элемента и компонентами схемы. Энергоемкие уча­

сигнал. О динамических свойствах элемента принято су­ дить по его реакции на синусоидальный сигнал или сиг­ нал ступенчатой формы, говоря иными словами, по час­ тотным или импульсным свойствам. Хотя между частот­ ными и импульсными параметрами элемента имеется вза­ имная и однозначная связь, при паспортизации динамиче­ ских свойств элемента принято указывать и частотные, и импульсные параметры.

§ 1. Частотные свойства электронных элементов

Частотные свойства электронных элементов принято оценивать по степени отклонения формы выходного сигна­ ла от формы входного, то есть по величине искажения сигнала. Искажение сигнала элементом происходит по двум причинам: в результате нелинейности передаточной характеристики элемента, а также в результате того, что для различных частот синусоидального сигнала переда­ точная характеристика элемента имеет различную кру­ тизну. Искажения сигнала, вызванные нелинейностью характеристики, принято называть нелинейными искаже­ ниями. Искажения же, вызванные влиянием частоты на крутизну преобразования элемента, называются частот­ ными или линейными искажениями.

26