Файл: Боровиков, А. И. Усилители электрических сигналов в вопросах о ответах учеб. пособие для студентов РИСХМа специальностей 0636, 0501, 0502, 0504, 0509, 0531 и 0536.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 94

Скачиваний: 0

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

тивление конденсатора зависит от частоты

то при уменьшении частоты сигнала падение переменной со­ ставляющей на конденсаторе будет увеличиваться, а напряже­ ние на сетке следующей лампы уменьшаться, будет умень - шаться коэффициент усиления усилителя. Следовательно, нали­ чие в цепи межкаскадных связей разделительных конденсато­ ров приводит х частотным искажениям в области нижних частот (см . п. 27).

Поэтому выбор' величины разделительных конденсаторов определяется величиной допустимых частотных искажений на

самой нижней частоте, которую должен усилить усилитель.

с =__Ш-__ j

сJhRcVm^ T

где

- частота,

гц;

Rc -коп

 

А\ч- допустимый

коэффициент-

частотных искажений

 

на низкой частоте, ком (см. п. 22).

52. ЧТО НАЗЫВАЕТСЯ

Передачу части энергии с

ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ?

выхода усилителя на его

 

 

 

вход

называют обратной

связью (см,

рис. 33).

Обычно сигнал обратной связи подает­

ся на вход

у силителя

в виде напряжения обратной связи (Joe .

56

Электрическую цепь, через которую передается обратная связь, называют 'цепью передачи обратной связи". Она ха - рактеризуется коэффициентом передачи обратной связи j) .

Коэффициент передачи цепи обратной связи показывает, какая часть выходного сигнала подается на вход в качестве напряжения обратной связи, например: м

53. ПО КАКИМ ПРИЗНАКАМ

1. П о х а р а к т

е -

КЛАССИФИЦИРУЮТСЯ ОБРАТ-

р у

в о з д е й с т

- '

НЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ?

в и я

о б р а т н о й

 

 

 

 

с в я з и

на усилитель

 

 

 

 

(каскад) различают:

а-')

положительную ОС,

когда подаваемый на вход

сигнал ОС

Uос

совпадает по

направлению и фазе

с вход­

ным сигналом, в результате чего

коэффициент усиления уси­

лителя (каскада) увеличивается;

 

 

 

 

б)

отрицательную ОС,

когда сигнал ОС

Uoc

нахо­

дится в противофазе с входным сигналом,

что

ведет

к умень­

шению коэффициента

усиления;

 

 

 

 

 

2.

П о в и д у с и г н а л а

о б р а т н о й

с в я з и

различают:

 

 

 

 

 

а)

обратную связь по

напряжению,

когда сигнал об­

ратной связи пропорционален выходному напряжению

U o c —^>U SiliX ,

(сигнал обратной связи преимущественно подается на вход а форме напряжения обратной связи Uoc , которое может быть пропорционально выходному напряжению, выходному та­

ку ,

выходной мощности

(или иной величине)•

 

 

б)

обратную связь по току, когда напряжение

обрат —

ной связи

Uoc

пропорционально выходному току

усилителя

иос = «* Л «« ;

 

 

в)

обратная связь по мощносги встречается в

спе —

циальных усилителях вычислительной техники* .

 

1 )

3 общем случае в усилитель могут быть введены обратные

 

связи

и по многим другим физическим величинам,

харак -

 

теризующим работу

устройств автоматики.

 

57


3.

П о

х а р а к т е р у о х в а т а

у с и л и

т е л я

о б р а т н ы м и

с в я з я м и .

 

Усилитель/состоящий из нескольких каскадов,

может

быть охвачен ОС по-разному и различными видами обратных

связей. Возможны следующие

виды охвата обратными связя­

ми:

например, трехкаскадного

усилителя:

 

а) местная однопеглевая

ОС, когда обратной связью

(по

напряжению или току) охвачен только один или только

два

каскада усилителя (см. рис.

34);

Рис. 34

б) общая однопетлевая ОС, когда одной обратной связью охвачены все каскады усилителя (рис. 35);

Рис. 35

в) двухпетлевая независимая-ОС, когда два ка усилителя охвачены самостоятельными обратными связями

58

(по напряжению или току или один по напряжению, другой по току, рис. 36);

^ис. 36

г) двухпетлевая _ взаимозависимая ОС, когда при ох­ вате один из каскадов оказывается одновременно в цепях обеих петель обратных связей (рис. 37);

 

 

 

Рис. 37

 

 

 

 

д)

 

усилители с

большим числом

каскадов для получе­

ния желаемых характеристик могут иметь сложные (смешан­

ные) по охвату цепи обратных связей.

 

4. П о

х а р а к т е р у -

в в о д а

с и г н а л а

О С н а в х о д к а с к а д а :

 

 

 

а) ОС с последовательным вводом сигнала обратной

связи

(Joe.

, как это показано

на рис. 38

(наиболее рас­

пространенный вариант);

 

 

 

 

 

Ufe

~ т ~

 

 

 

 

 

Jci

 

 

 

 

 

 

r_i_

 

 

 

 

 

Use

 

 

 

 

 

 

U L U -

 

 

 

 

 

Рис.

38

 

 

38



зи

б) ОС с параллельным вводом сигнала обратной свя­

Uoc

(рис. 39).

 

 

 

~1

Ю >

'

»

Л

 

 

 

Об*

 

Uвы»

V

Rh

 

 

 

i

 

1- Г

 

 

 

 

Uo<с

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

39

 

 

 

5.

 

П о х а р а к т е р у

ц е л и п е р е д а ч и

о б р а т н о й

с в я з и :

 

 

 

 

 

а) частотно-независимые

обратные

связи, цепь обрат­

ных связей которых не содержит

реактивных элементов

( |_;

С

). В

этом

случае воздействие ОС сводится

лишь к изменению величины коэффициента усиления, а также величин его входных и выходных сопротивлений, величин, вносимых усилителем линейных и нелинейных искажений и

т. д*;

б) частотно-зависимые цепи обратных связей, кото­ рые приводят к существенному изменению свойств усилитель­ ных каскадов. Например, при охвате каскада глубокой поло­ жительной частотно-зависимой обратной связью он становится генератором синусоидальных колебаний. Частота такого гене­ ратора определяется параметрами цепи обратной связи.

При охвате каскада частотно-зависимой отрицательной обратной связью каскад становится избирательным усилителем,

т. е. усилителем, усиливающим сигналы

определенной частоты,

обусловленной параметрами цепи обратной связи.

54. КАК ИЗМЕНЯЮТСЯ ОСНОВНЫЕ

На рис. 40 представ­

ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЯ,

лена блок-схема уси­

ОХВАЧЕННОГО ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ

лителя, охваченного

ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ?

однопетлевой поло -

 

жительной обратной

связью по напряжению и последовательным вводом сигнала обратной связи.

60


Рис. 40

Коэффициент усиления самого усилителя

(без дей­

ствия О С ) определяется

как

 

; , 0

«ух

 

йс

где Uci - напряжение сигнала непосредственно поступаю­ щего на вход усилителя (напряжение на сетке первой лампы ).

Коэффициент передачи цепи обратной связи f t пока­ зывает, какую часть выходного напряжения составляет на­ пряжение обратной связи, т . е.

0<к.=^0*их .

Коэффициент усиления

усилителя, охваченного полож итель­

ной О С , очевидно, будет

л

у- Ц*>|Х

0 * х

Та к к а к рассматривается положительная О С , то

 

U c i= Овх + Оос •

 

Коэффициент усиления

усилителя

Ку

без обратной связи

можно выразить так:

.

 

 

к- г - о г •

Следовательно, коэффициент усиления усилителя, охвачен­ ного положительной обратной связью будет

|, _ 1)km.. Цбмх. _

Ufcxx _ ЦД>ч- I______„

К < к ~ Ц «* = U c - Ч о Г t la - f lU e * * " U c ’ 1 - f i K y ' l - f i k r

Таким образом,

введение положительной О С по напряже­

нию увеличивает коэффициент усиления (l-jMcy <£. 1)

61

Произведение

jjky

характеризует глубину обратной

связи.

 

 

 

В слу чае, когда

^jky = 1

коэффициент усиления

усилителя с положительной ОС возрастает до бесконечности. При этом на выходе усилителя даже при отсутствии входного сигнала появляется выходное напряжение. Оно возникает за счет усиления помех от наводок. Усилитель в этом случае "возбуждается' и становится генератором шума. Выходное напряжение усилителя будет содержать много гармоник.

Положительная ОС снижает устойчивость (стабильность) работы усилителя. Усилитель склонен к самовозбуждению.

Кроме возрастания коэффициента усиления, положитель­ ная обратная связь приводит и увеличению всех видов иска - жений, вносимых усилителем.

Рассмотрим, как изменяется, например, коэффициент нелинейных искажений усилителя при введении положительной обратной связи по напряжению.

Пусть некий усилитель,

имеющий коэффициент усиления

*

ку

работает на нелинейных участках

характеристик, в ре

-

зультате на его выходе возникает,

например, составляющая

второй гармоники

U а

.

Часть

этого напряжения

 

(рис.

41) поступает

на вход усилителя

в качестве сигнала

 

 

 

 

 

 

 

,у U Ы хг

 

 

 

 

 

Ы*2 - Uz+pta

 

 

 

 

 

Ufc

 

 

 

 

Uocl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

41

 

 

 

обратной связи и усиливается усилителем. На выходе усилен­ ная составляющая второй гармоники складывается с началь­ ной составляющей и образуется результирующее выходное на­ пряжение от второй гармоники Огвмх . Напряжение об­ ратной связи является частью выходного напряжения, следо­ вательно Uot-BUt&MX.

62