Исследование схемы усилителя с отрицательной обратной связью: Методические указания к лабораторной работе по курсам «Электронные приборы» и «Электроника»

Страницы работы

16 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

обратной связи на основные параметры усилителя низкой частоты.

2. Краткие сведения из теории.

Отрицательной обратной связью в усилителях называется такая связь между выходом  входом усилителя, при которой часть переменного напряжения, получаемого на выходе усилителя, подается на вход со сдвигом по фазе на 1800 относительно переменного напряжения, поданного нам вход усилителя.

По способу получения сигнала обратной связи различают обратную связь по напряжению, когда напряжение обратной связи Uо.с пропорционально напряжению на выходе (рис.1,а), обратную связь по току, когда напряжение обратной связи пропорционально току через нагрузку Iвых = Iн (рис.1,б).

Способы подачи отрицательной обратной связи.

В обратной связи по напряжению Uо.с = β Uвых , где β – коэффициент цепи обратной связи, показывающий какая часть выходного напряжения подается на вход усилителя. В обратной связи по току

Uо.с = Rо.с Iвых ,  Rо.с - сопротивление цепи обратной связи,

Iвых = Iэ. Тогда β = Iэ Rо.с/ Uвых – коэффициент обратной связи по току

Рассмотрим влияние отрицательной связи на коэффициент усиления усилителя. При отрицательной обратной связи для входной цепи усилителя (рис.1,б) можно составить уравнение

U1 = Uвх - Uо.с.                      (2.1)

С учетом равенства Uо.с = β Uвых  выражение (2.1) можно переписать в виде

Uвх = U1  + β Uвых .                    (2.2)

Очевидно, для усилителя без обратной связи Uвх = U1, поэтому коэффициент усиления без обратной связи

K =  Uвых / U1 .                             (2.3)

Учитывая (2.3), запишем выражение для коэффициента усиления усилителя с обратной связью:

Ко.с = Uвых/ Uвх = Uвых/( U1+ β Uвых).       (2.4)

Разделив в последнем выражении числитель и знаменатель на U1, получим

                   Ко.с = К/(1+ βК).                        (2.5)

Из этой формулы следует, что введение отрицательной обратной связи уменьшает коэффициент усиления усилителя в 1 + βК раз. Несмотря на снижение коэффициента усиления, отрицательную связь в усилителях применяют очень часто. В результате введения отрицательной  обратной связи существенно улучшаются свойства усилителя:

- повышается стабильность коэффициента усиления усилителя при изменениях параметров транзисторов;

- снижается уровень нелинейных искажений;

- увеличение входного и незначительного  увеличения выходного сопротивления усилителя при отрицательной обратной связи по току.

Для оценки стабильности коэффициента усиления усилителя с обратной связью следует определить его относительное изменение :

δКос =ΔКосос.

Приращение ΔКос для усилителя с отрицательной обратной связью

                                                ΔК

                                       ΔКос  =   ( 1 + βК)2

  Тогда, относительное изменение коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной связью

                           ΔК/К

  δКос =

                                                                             1+ βК    .

 Отсюда видно, что всякое изменение коэффициента усиления ослабляется действием отрицательной обратной связи в 1 +  βК раз.

Отрицательная обратная связь ослабляет влияние всех изменений коэффициента усиления К , в том числе связанных с неравномерностью частотной характеристики. Поэтому в усилителе с отрицательной обратной связью расширяют полосу пропускания как в сторону низких, так и в сторону высоких частот, умешают частотные искажения.

Введение обратной связи увеличивает входное сопротивление усилителя. Входное сопротивление усилителя с отрицательной обратной связью можно определить, если составить уравнение, исходя из выражения (2.4) и учитывая, что U1 = Rвх  Iвх  , Uвх  = Rвх. ос Iвх  . Принимая также во внимание, Uвых  = К U1, уравнение (2.4) можно записать в виде

Rвх. ос Iвх   = Rвх  (1+ βК) Iвх ,

Таким образом, входное сопротивление усилителя за счет введения отрицательной обратной связи увеличивается в 1 + βК раз:

Rвх. ос = Rвх  (1+ βК).

Для оценки свойств усилителя на разных частотах используют амплитудно-частотную  Кu = f (ƒ)  характеристику (рис. 2). Эта характеристика зависит от нелинейных элементов схемы усилителя что, приводит к появлению частотных искажений. Коэффициент усиления на низких частотах уменьшается из-за разделительных конденсаторов, включенных последовательно прохождению усиливаемого сигнала, а на верхних  частотах начинают проявляться паразитные емкости монтажа схемы усилителя и межэлектродные емкости транзистора, которые включены параллельно прохождению сигнала, что также приводит к снижению

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
748 Kb
Скачали:
0