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
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