Сведения об обратных связях и о влиянии, которое они оказывают на работу усилителей .

В электронике обратной называют связь, под действием которой на вход устройства попадает некоторая часть энергии с его выхода. Цепью обратной связи называют путь, по которому сигнал с выхода поступает обратно на вход.

По формированию обратные связи подразделяют на три вида: паразитные, внутренние и искусственные. Паразитные обратные связи не выполняют каких-либо функций, предусмотренных разработчиками для обеспечения функционирования аппарата, и их образование обусловлено наличием вредных индуктивных, емкостных и прочих взаимосвязей компонентов и соединений. Паразитные обратные связи возникают всегда, однако некоторые обратные связи оказывают большее воздействие, а другие – меньшее. Для нормальной работы устройства, паразитные обратные связи, влияющие наиболее пагубно, необходимо если не ликвидировать, то хотя бы минимизировать. Внутренняя обратная связь возникает из-за определенных физических свойств компонентов электронной техники. Искусственную обратную связь создают сознательно с целью оказания требуемого воздействия на свойства каскада. Обратные связи существенно влияют на параметры охваченных ими каскадов, а изменением глубин обратных связей можно в значительной степени регулировать режимы работы приборов. Регулировки глубин паразитных и внутренних обратных связей затруднительны. А для этой цели в основном пригодны искусственные обратные связи.

Если поступающий на вход сигнал имеет ту же фазу, что и выходной сигнал, то такую обратную связь называют положительной, а если сигнал приходит в противофазе – то отрицательной. Организация отрицательной обратной связи в усилительном каскаде снижает коэффициент гармоник в выходном сигнале, расширяет полосу пропускания, но приводит к уменьшению коэффициента усиления по мощности. Введение положительной обратной связи вызывает прямо противоположные явления. В усилителях звуковой частоты часто используют отрицательную обратную связь, а в автогенераторах всегда присутствует положительная обратная связь.

Согласно классификации, по способу подключения к выходу регулируемого устройства обратные связи могут быть по напряжению или по току. Если сигнал, подаваемый на вход системы обратной связи, прямо пропорционален напряжению на выходе регулируемого устройства, то считают, что имеют дело с обратной связью по напряжению. А если сигнал, подаваемый на вход цепи обратной связи, прямо пропорционален выходному току регулируемого устройства, то это обратная связь по току. Если выходной сигнал с регулируемого устройства будет пропорционален как току, так и напряжению, то в таком случае имеет место смешанная обратная связь.

Для оценки влияния обратной связи на усилительные свойства соответствующего каскада оперируют коэффициентом передачи цепи обратной связи:

β = Uвых.ос / Uвх.ос,

где Uвых.ос – выходное напряжение каскада, охваченного обратной связью, В;

а Uвх.ос – входное напряжение этого каскада, В.

Обратную связь часто выполняют на пассивных компонентах, и тогда коэффициент обратной связи ниже единицы. Если уменьшение или увеличение частоты станет приводить к перемене величины коэффициента обратной связи, то такую обратную связь называют частотозависимой, а если нет – то частотонезависимой.

Выход системы обратной связи может быть подключен либо параллельно, либо последовательно к входу регулируемого устройства. В двух этих случаях обратная связь будет носить соответственно названия параллельной и последовательной.

Операционные усилители

С развитием интегральной технологии производства наиболее распро­страненным элементом для построения электронных устройств стал операционный усилитель. Он представляет собой высококачест­венный усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, обладаю­щий высоким коэффициентом усиления, большим входным и малым выходным сопротивлениями.

Он представляет собой высококачест­венный усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, обладаю­щий высоким коэффициентом усиления, большим входным и малым выходным сопротивлениями.

На принципиальных схемах в самом общем виде опера­ционный усилитель обычно изображают в виде прямоуголь­ника с двумя входными и одним выходным выводами (рис. 6). Один из входов усилителя, напряжение на кото­ром усиливается с тем же знаком, называется неинверти­рующим и обозначается «+». Напряжение на другом входе – инвертирующем («–») – усиливается с изменением знака на обратный. Коэффициент усиления в схеме с разомк­нутой обратной связью одинаков для обоих входов операционного усилителя, причем во всем рабочем температурном диапазоне. Этого достигают выполнением всех элементов усилителя, в том числе и входных транзисторов, на одной кремниевой пластине.

Основные параметры схем, выполняемых на операционном усилителе (ОУ), удобно рассматривать, считая его идеальным, с параметрами:

1) коэффициент усиления  в схеме с разомкнутой обратной связью бес­конечно большой;

2) напряжение на выходе равно нулю при нулевой разности входных на­пряжений;

3) входное сопротивление бесконечно большое;

4) выходное сопротивление равно нулю;

5) полоса пропускания частот бесконечна (усилитель не вносит за­держки).