Зворотні зв’язки в електронних схемах. Вплив зворотних зв’язків на схемотехніку і параметри підсилювачів. Використання зворотніх зв’язків для лінеаризації нелінійностей в електроних схемах, страница 9

Схеми стабілізації напруги і струму.

     Стабілізатори напруги. В § була розглянута схема параметричного стабілізатора, яка використовується для невисокого рівня стабілізації напруги в обмеженому діапазоні напруг і потужностей. Вона має слідуючi недоліки:

-  напруга на навантаженні задається стабілітроном і не може бути відрегульована більш точно;

-  на стабілітроні виділяється значна потужність, особливо в ситуаціях, коли навантаження змінюється в діапазоні струмів стабілітрона;

-  наявність динамічного опору стабілітрона  обмежує можливості стабілізації.

Вказані недоліки в деякій мірі можуть бути зменшені при поєднанні параметрич-ного стабілізатора з емітерним повторюва-чем (рис…4.19.). Відомо, що емітерний повторювач відносить-ся до класу схем з стабілізацією напруги на емітерному резис-торі (див. §), тому в такому поєднанні буде забезпечена не тільки сума позитивних властивостей обох

                                        Рис.4.19.                               схем, а досягається більший ефект. Перш за все в розглядаємій схемі напруга на базі транзистора U_Б задається напругою пробою стабілізатора U_СТ, тому U_БЕ = U_СТ – U_Н. Струм бази буде визначатись по вхідній характеристиці транзистора для напруги U_БЕ, а при незначних відхиленнях напруги між електродами на рівні ± DU_БЕ -відповідно діференційним опором

     Визначившись з DI_БЕ, можна побудувати структурну схему, (рис.4.19,б), яка буде пояснювати взаємодію між відхиленнями вхідної і вихідної напруг. З наведеної структурної схеми витікає, що, якщо наприклад, по причині зміни опору R_Н на величину DR_Н буде мати місце відхилення напруги навантаження на DU_Н, то таке відхилення, завдяки наявності зворотнього зв’язку в схемі, буде зменшено до величини

.

     Враховуючи і інші, раніше описані властивості схеми підсилювача по схемі  3К, вона широко використовується при побудові компенсаційних стабілізаторів напруги. Одна з таких схем, досконаліша попередньої, приведена на рис.4.20 Фактично її основою є емітерний повторювач на транзисторах VT2  і VT3, з’єднаних по схемі Дарлінгтона, в якому R_Н виконує функцію емітерного резистора.

     Схема, що виконана на VT1, є підсилювачем різниці

.( :)

Схема забезпечує стабі-лізацію напруги на на-вантаженні як при зміні величини опору наван-таження, так і при ко-ливаннях вхідної напру-ги. Розглянемо ці особ-ливості на конкретних прикладах.

 Допустимо, що величи-на опору R_Н  зменши-лась. В такому випадку струм в навантаженні повинен зрости. Зрос-тання струму через   R_Н приведе до зростання падіння напруги U_VT  на регулюючому транзис-торіVT₃. В результаті напруга U_Н на наван-

                          Рис.4.20                                                  таженні зменшиться, так як вона визначається  різницею:

                                       U_Н = U_ВХ - U_VT .

Зменшення U_Н  приведе, відповідно до зменшення складової kU_Н, яка знімається з дільника, виконаного на резисторах R₃  - R₅ . При цьому, в відповідності до (: ) зменшиться потенціал бази транзистора по відношенню до стабільної напруги емітера U_СТ і  зменшиться струм бази транзистора VT₁ Останнє приведе до  зменшення струму колектора транзистора VT₁ і, відповідно, падіння напруги на резисторі R₂. Напруга на колекторі VT₁ - U_K зросте. Зростання U_K приведе до зростання струму бази транзистора VT₂ і послідуючого відкривання транзистора VT₃, що, в свою чергу, приведе до зростання  напруги на навантаженні. В такій послідовності будуть протікати процеси в стабілізаторі при зростанні або зменшенні напруги живлення – тобто при зростанні напруги живлення транзистор VT₃  прикриється і падіння напруги на ньому U_VT зросте; при зменшенні напруги живлення величина U_VT  зменшиться. Тобто в схемі має місце постійна коменсація коливань напруги на навантаженні відповідною протилежною зміною напруги U_VT. Тому розглянутий стабілізатор напруги називається компенсаційним. В компенсаційному стабалізаторі  зовнішня характеристика являється фактично горизонтальною прямою лінією (рис. 4.20, в), а величина стабалізуємої напруги задається коефіцієнтом k.