Обратная связь в усилителях

1. Краткое содержание лекции

Чтобы усилительные элементы позволили реализовать требуемые очень высокие технические показатели, практически во всех совре­менных электронных усилителях вводятся специальные цепи обратной связи (ОС), оказывающие влияние на все технические показатели уси­лителей. При ОС энергия сигнала передается в направлении, обратном направлению усиливаемого сигнала от последующих цепей в пред­шествующие (из выходных цепей усилителя во входные цепи).

Рис.1

Обратная связь может появиться в усилителе по трем причинам:

· из-за физических свойств и устройства усилительных элементов (внутренняя обратная связь);

· из-за введения в схему специ­альных цепей (внешняя обратная связь);

· вследствие паразитных емкостных, индуктивных и других связей, создающих пути для обратной передачи сигнала (паразит­ные обратные связи).

Все виды обратной связи могут очень сильно изменять свойст­ва усилителя. Как внутренними, так и паразитными связями нель­зя управлять, и они нередко изменяют свойства усилителя в нежелательном направлении, например, приводят к самовозбуждению усилителя. Внешняя же обратная связь легко управляема, ее вводят для улучшения свойств усилителя: повышения стабиль­ности коэффициента усиления, снижения искажений всех видов, уменьшения собственных помех и т. д.

Виды обратной связи

· По количеству петель ОС в усилителе:

1) Замкнутый контур, образуемый цепью обратной связи и частью схемы усилителя, к которой эта цепь присоединена, называ­ют петлей обратной связи. Если в усилителе имеется только одна петля обратной связи, связь называют однопетлевой (рис. 2а).

2) Еесли петель несколько, обратную связь на­зывают многопетлевоц (рис. 2б и в).

· По количеству каскадов, охватываемых петлей ОС:

1) Связь, охватывающую один каскад усилителя, называют местной обратной связью (рис. 2б, в).

2) Связь, охватывающую весь усилитель, называют общей обратной связью (рис. 2а, в).

Рис. 2. Виды обратной связи:а — однопетлевая; б — двухпетлевая с независимыми петлями; в — многопет­левая с местной петлей

· По знаку петлевого усиления:

1) Обратную связь называют положительной, если ее напряжение находится точно в фазе с ЭДС источника сигнала, подводимой ко входу устройства, и складывается с последней, увеличивая таким образом напряжение сигнала на входе.

2) Если же напряжение об­ратной связи находится точно в противофазе с ЭДС источника сигнала, а следовательно, вычитается из нее, уменьшая сигнал на входе, обратную связь называют отрицательной.

3) При сдвиге фаз между напряжением обратной связи и ЭДС источника сигнала, отличающимся от 0° и от 180°, обратную связь называют комплекс­ной.

· В зависимости от частоты сигнала:

1) Если отношение напряжения на выходе цепи обратной связи к напряжению на ее входе от частоты не зависит (цепь обратной связи не содержит индуктивностей и емкостей), обратную связь называют частотно-независимой;

2) если же указанное отношение на­пряжений от частоты завсит, связь называют частотно-зависимой.

· По способу присоединения ОС к выходу усилителя:

1) Если цепь ОС присоединить к вы­ходу схемы параллельно нагрузке, то напряжение обратной связи будет пропорционально напряжению на нагрузке; такую обратную связь называют обратной связью по напряжению (рис. 3а).

2) Если же цепь обратной связи присоединить к выходу устройства после­довательно с нагрузкой, напряжение ОС связи будет пропорцио­нально току в нагрузке и обратную связь называют обратной связью по току (рис. 3в).

3) Если в схеме осуществлена комбина­ция обоих способов (рис. 2.3б), связь называют комбинированной по выходу обратной связью.

По способу присоединения ОС ко входу усилителя:

1) последовательно с источником сигнала (рис. 4а) - последовательная об­ратная связь,

2) параллельно ему (рис. 4б) — параллельная обратная связь

3) смешанным способом (рис. 4в) — смешанная по входу обратная связь

Параметры цепи ОС:

· - коэффициент передачи цепи ОС показывает какая часть сигнала снимается с выхода усилителя и подается на его вход;

· - петлевое усиление

· - глубина обратной связи.

2. Контрольные вопросы

2.1. Что такое обратная связь? По каким причинам она может появиться в усилителе?

2.2. Какие существуют способы введения обратной связи и чем они отлича­ются друг от друга?

2.3. Какие существуют способы снятия обратной связи и чем они отличаются друг от друга?

2.4. Чем отличается отрицательная обратная связь от положительной и комп­лексной обратной связи?

2.5. Чем отличается частотно-независимая обратная связь от частотно-зави­симой?

2.6. Какими параметрами характеризуется цепь ОС?

Задание на СРС

3.1. Письменно пояснить методы определения разновидности ОС по способу введения и снятия [ОЛ6.1] стр 37,39.

Задание на СРСП

4.1. Изобразить структурные схемы усилителей с ОС а) Последовательной по току.

б) Параллельной по току.

в) Последовательной по напряжению.

г) Параллельной по напряжению.

Глоссарий

ЛЕКЦИЯ №23

Поиск по сайту: