Параметры усилителя с ОС

Коэффициент передачи усилителя (по напряжению), охваченного обратной связью

К ос = U вых /Е с. (1)

Uвых = К·Uвх, Ес = Uвх + Uос, Uос = β ·Uвых. Подставляя в (1) и преобразуя, получим

Величина (1 + β ·К) называется глубиной обратной связи, величина β ·К - петлевым усилением.

Если в величине (1 + β ·К) стоит знак плюс, то это соответствует отрицательной обратной связи (-ОС),

если минус, то это соответствует положительной ОС (+ОС).

Если | β ·К| >> 1, то Кос ≈ 1/ β, т.е. коэффициент усиления зависит только от свойств цепи обратной связи.

1.

Отрицательная ОС уменьшает коэффициент усиления К в (1 + β·К) раз

2. Входное сопротивление усилителя,

Rвх = Uвх/ Iвх. Rвх.ос = Ес/Iвх = (Uвх + Uос)/Iвх Uос = Uвых· β.

После преобразований

R _ВХ.ОС = R _ВХ ·(1 + β ·К). (3)

Последовательная ОС увеличивает Rвх

3. Выходное сопротивление усилителя, по определению Rвых = ∆Uвых / ∆Iвых,

Rвых.ос = ∆Uвых.ос / ∆Iвых.

После преобразований

R _ВЫХ.ОС = R _ВЫХ / (1 + β ·К) (4)

Таким образом, ОС по напряжению уменьшает выходное сопротивление в (1 + β ·К) раз,

т.е. стабилизирует выходное напряжение.

4. Выходное сопротивление усилителя, охваченного обратной связью по току.

Для организации ОС по току последовательно с нагрузкой включается специальное сопротивление R_Т, преобразующее ток в напряжение обратной связи.

Выходной ток

Iвых =

Напряжение обратной связи Uос = β ·Iн·RТ.

После преобразований

R_вых.ос = R_вых + (1 + β ·К)·R_Т (4)

Таким образом, ОС по току увеличивает выходное сопротивление усилителя,

т.е. стабилизирует выходной ток.

5. Отрицательная обратная связь уменьшает нелинейные искажения, возникающие внутри усилителя.

U_Г.ос = (5)

U_Г – напряжение высших гармоник и помех, возникающих на выходе усилителя без обратной связи.

6. Обратная связь (по току) используется для термостабилизации положения рабочей точки активного элемента усилительного каскада.

При Rэ = 0, γ = 0 Sт = В. При Rэ >> Rб, γ 0 Sт 1.

7. Устойчивость усилителя с обратной связью

При некоторых обстоятельствах величина (К·β) может оказаться отрицательной. При этом

Если (К·β) 1, то

К·β ≥ 1

φ_к(ω) + φ_β(ω) = 0

Обратная связь оказывается положительной и усилитель перестает выполнять свои функции и превращается в генератор.

Это явление называется потерей устойчивости усилителя.

Отрицательная обратная связь расширяет полосу пропускания усилителя в области низких и высоких частот.

В области низких частот НЧ.

Примем:

- - β – нечастотнозависимый коэффициент,

- - Ко – коэффициент усиления усилителя без обратной связи на средних частотах,

- - Ќн – коэффициент усиления усилителя без обратной связи на низких частотах,

- - τн – постоянная времени в области НЧ,

В области низких частот НЧ.

Дата добавления: 2014-01-07