Усилитель с глубокой обратной связью.

 

Вопрос 1. Усилительные каскады с последовательной ООС по току

 

Простейшими схемами усилителей с обратной связью являются усилители с общим истоком (рис.1.1,а) и с общим эмиттером (рис.1.1,б), в которых отсутствуют шунтирующие емкости в цепи истока и эмиттера. В этих схемах возникает последовательная отрицательная об­ратная связь по току. Переменная составляющая выходного тока протекает соответствен­но по сопротивлениям R _и и R _э. Следовательно, на этих резисторах происходит падение напряжения , которое подается во входную цепь последовательно и в противофазе с входным сигналом. Коэффициент передачи цепи обратной связи для этого каскада (рис.1.1,а) можно определить следующим образом:

                       (1.1)

Подставив (1.1) в выражение , рассмотренное в прошлой лекции, получим;

                      (1.2)

Здесь уместно напомнить, что эмиттерная стабилизация - это и есть последовательная отрицательная обратная связь по постоянному току.

 

 

Рисунок 1.1 - Усилительные каскады с последовательной ООС по току.

 

Вопрос 2. Влияние элементов автоматического смещения и эммитерной стабилизации на АЧХ

 

Рассмотрим влияние элементов автоматического смещения R _и С_и и эммитерной стабилизации  на частотную характерис­тику. При анализе частотных характеристик по эквивалентной схеме усилителя этими элементами пренебрегли, считая, что наличие шун­тирующих емкостей позволяет накоротко замкнуть эти цепи. На сред­них и высоких частотах данное условие действительно выполняется, поэтому эти цепи не оказывают своего влияния. На низких частотах емкостные сопротивления С_и и С_э возрастают, следовательно, в цепях R _и С_и и  происходит падение напряжения по переменной составляющей. Таким образом, в усилителях возникает отрицательная обратная связь в области низких частот и за счет этого происходит дополни­тельный спад частотной характеристики, рис.2.1. Количественно это можно оценить следующими выражениями:

                               (2.1)

                        (2.2)

Проанализировав выражение (2.2), убедимся, что при

 

Рисунок 2.1 - Влияние шунтирующей емкости на АЧХ.

 

Для импульсных усилителей рассматриваемые цепи создают до­полнительный спад плоской вершины импульса, рис.2.2.

Рисунок 2.2 - Влияние шунтирующей емкости на переходную характеристику.

Вопрос 3 Усилительный каскад с паралельной ООС по напряжению

 

Рассмотрим принципиальную схему усилительного каскада, в которой делитель напряжения для подачи смещения R 1 R 2 подключен к коллектору, рис. 3.1.

 

Рисунок 3.1 -Усилительный каскад с параллельной ООС по напряжению.

 

В этом случае на делитель напряжения с коллектора поступают как постоянная составляющая U _к0, так и переменая U _вых. Следовательно, в каскаде возникает ООС как по постоянной, так и переменной составляющим. ООС по постоянной составляющей обеспечивает коллекторную стабилизацию рабочей точки. Рассмотрим ООС по переменной составляющей. Часть выходного напряжения, которое падает на R 2 U _ос = U _вых R 2/(R 1+ R 2), параллельно с входным сигналом поступает на входные клеммы. Коэффициент передачи цепи обратной связи определяется коэффициентом передачи делителя напряжения ß= R 2/(R 1+ R 2). Зная коэффициент передачи цепи обратной связи, можно определить все показатели данного каскада.

 

Вопрос 4. Усилитель с глубокой обратной связью

 

 Принципиальная схема двухкаскадного усилителя, где оба каскада охвачены последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, при­ведена на рис.4.1.

 

 

Рисунок 4.1 - Усилитель с глубокой ООС.

 

Часть выходного напряжения посредством делителя напряжения  и  подается во входную цепь первого каскада последовательно и в противофазе с входным сигналом, U _ос = U _вых (R _э1 / R _э1 + R _ос). Коэффициент передачи цепи обратной связи  Кроме этой глубокой обратной связи, охватывающей два каскада усилителя, в схеме имеются местные об­ратные связи: первый каскад охвачен последовательной отрицательной обратной связью по току, а во втором каскаде имеет место параллельная отрицательная обратная связь по напряжению как по переменной, так и по постоянной составляющим.