Вплив зворотного зв’язку на коефіцієнт підсилення і вхідний опір підсилювача

Впливи зворотного зв’язку на коефіцієнт підсилення розглянемо для схеми підсилювача з послідовним зворотним зв’язком за напругою (рис.4).

Рис.4. Структурна схема підсилювача з послідовним зворотним зв’язком за напругою

Параметри, які характеризують підсилювач з зворотним зв’язком, в загальному мають комплексний характер.

Для вхідного кола згідно закону Кірхгофа запишем рівняння:

(1)

Запровадимо наступні позначення:

1. Коефіцієнт підсилення підсилювача за напругою без зворотного зв’язку:

(2)

2. Коефіцієнт передачі напруги кола зворотного зв’язку:

(3)

Коефіцієнт β також може мати значення від 0 до +1 при позитивному і від 0 до -1 негативному зворотному зв’язку. Із рівняння (3) маємо:

(4)

3. Коефіцієнт підсилення підсилювача, охопленого колом зворотного зв’язку:

(5)

Поділимо ліву і праву частину рівняння (1) на

(6)

З врахуванням виразів (2), (3) (4) останню рівність запишемо так

(7)

Із (7) знаходимо вираз для обчислення коефіцієнта підсилення підсилювача, охопленого зворотнім зв’язком

(8)

Зобразимо та у вигляді

;

;

– фазовий зсув сигналу у колі прямої передачі та колі зворотного зв’язку

Вираз (8) набуває вигляду

(9)

Розглянемо випадок, коли , тобто підсилювач охоплений ВЗЗ

Тоді , а і вираз (9) матиме вигляд

(10)

Коефіцієнт підсилення підсилювача, охопленого ВЗЗ зменшується в ) разів. Незважаючи на це ВЗЗ широко використовують для підвищення стабільності роботи підсилювачів і покращення інших параметрів.

У випадку, коли (тобто сигнал зворотного зв’язку співпадає за фазою з вхідним сигналом) вираз (9) матиме вигляд

(11)

Позитивний зворотній зв'язок суттєво підвищує коефіцієнт підсилення підсилювача при При знаменник виразу (11) перетворюється в нуль, а ; фактично це відповідає самозбудженню пристрою, який при перетворюється в генератор незатухаючих коливань. Цей режим роботи називається генераторним і використовується при створенні генераторів різного виду.

Вплив ВЗЗ на стабільність коефіцієнта підсилення. При роботі підсилювача його коефіцієнт підсилення змінюється внаслідок різних причин: нестабільність напруги живлення, температури, старіння підсилювальних елементів і т. д.

При наявності ВЗЗ коефіцієнт нестабільності підсилення

, (12)

зменшується в ( ) разів, чим досягається стабілізація підсилення незалежно від причин, що визвали ці зміни.

Припустимо,що підсилювальний каскад з коефіцієнтом підсилення К=80 охоплює ВЗЗ, причому . Тоді коефіцієнт підсилення каскаду із зворотним зв’язком становить

Нехай коефіцієнт підсилення К змінився (підвищився) на 10%. Тоді коефіцієнт підсилення каскаду із ВЗЗ становитиме

Отже, при застосування ВЗЗ коефіцієнт підсилення змінився менш ніж на 1%.

Вплив ВЗЗ на вхідний опір підсилювача. Для визначення впливу послідовного зворотного зв’язку на вхідний опір підсилювача скористаємось схемою рис.4, для якої отримаємо:

(13)

де – вхідний опір підсилювача без ВЗЗ;

Так як при ВЗЗ , то вираз (13) запишемо так:

(14)

Таким чином, послідовний від’ємний зворотний зв'язок збільшує вхідний опір підсилювача в разів.

Поиск по сайту: