Классификация усилителей. Структура многокаскадного усилителя. Фиксация режима покоя. Классы усиления. Обратная связь в усилителях. Усилители мощности. Избирательные усилители, страница 2

Способы подключения цепи ОС ко входу усилителя.

При последовательном подключении цепи ОС напряжение обратной связи U_OC влияет на суммарный сигнал на входе устройства U_C:

U_С =U_ВХ ±U_ОС .

При параллельном подключении цепи ОС ко входу устройства ток цепи ОС I_ОС будет влиять на суммарный ток на входе I_С:

I_С =I_ВХ ±I_ОС .

Влияние ОС на характеристики и параметры усилителя.

Влияние ОС на коэффициент  усиления зависит от фазы сигналов U_ОС и U_ВХ. Если U_ОС и U_ВХ совпадают по фазе, то U_С = U_ВХ+U_ОС , e >0 и  (К_­ОС – коэффициент  усиления устройства с обратной связью). Такую обратную связь называют положительной. Она приводит к увеличению U_ВЫХ, коэффициента усиления (К_­ОС.>К), увеличивает риск самовозбуждения усилителя. Если U_ОС и U_ВХ находятся в противофазе, то U_С=U_ВХ –U_ОС, e <0 и . Такую обратную связь называют отрицательной. При ней снижается выходной сигнал U_ВХ и К_­ОС (К_­ОС<К), а также улучшается стабильность работы.

На входное сопротивление: Так как , то при ПОС:

, и , что ухудшает свойства усилителей.

При ООС , и , что лучше для электронных усилителей.

На нелинейные искажения: при ПОС , что приводит к росту нелинейных искажений в усиливаемом сигнале. ООС позволяет уменьшить нелинейные искажения, так как .

На динамический диапазон: ПОС уменьшает динамический диапазон, так как нелинейные искажения начинаются при меньших U_ВХ, а ООС увеличивает динамический диапазон, так как входное напряжение, при котором начинаются нелинейные искажения увеличивается. Можно вывести усилитель на работу без нелинейных искажений при использовании ООС.

Введение обратных связей влияет и на частотные искажения усилителя, что сказывается на его полосе пропускания.

Коэффициент частотных искажений на нижних частотах в усилителе с ПОС:

где К_О – коэффициент усиления усилителя на средних частотах.

Так как К_H < К_О (К_H = К_О/M_H), то M_{H (ПОС)} > M_H, что ухудшает свойства усилителя.

По аналогии на верхних частотах:

К_В <К_О (К_В = К_О/M_В) и M_{В (ПОС)} > M_B.

При ООС частотные искажения уменьшаются, так как:

M_{Н (ООС)} < M_H, M_{В (ООС)} < M_В.

На АЧХ усилителя:

1 – без ОС; 2 – с ПОС; 3 – с ООС.

12. Усилители ОЭ, ОБ, ОК, их особенности.

Усилитель ОЭ.

Назначение элементов схемы:

С_Р – разделительный конденсатор, разделяет источник входного сигнала е_Г и усилитель по постоянной составляющей входного тока i_ВХ;

С_С – конденсатор связи, соединяет усилитель (коллекторную цепь) с нагрузкой по переменной составляющей тока;

C_Э – шунтирующий конденсатор в эмиттерной цепи, закорачивает резистор R_Э по переменной составляющей тока i_Э ;

R₁, R₂ – базовый делитель для фиксации режима покоя во входной цепи;

R_Э – элемент последовательной термостабилизации по току;

R_К – коллекторная нагрузка;

R_Н  – нагрузка усилителя;

Е_К – источник питания;

VT – усилительный прибор (биполярный транзистор).

Особенности:

При появлении во входной цепи каскада положительной полуволны U_ВХ отрицательный потенциал на базе уменьшается (по абсолютной величине), что приводит к уменьшению инжекции дырок через эмиттерный переход и снижению тока базы, и соответственно, тока коллектора. Падение напряжения на резисторе R_К уменьшается, что вызывает увеличение напряжения отрицательной полярности на коллекторе (или появление на выходе каскада отрицательной полуволны напряжения U_ВЫХ). Используют усилитель ОЭ для усиления напряжения и мощности в промежуточных и выходных каскадах усилителей.

Временные диаграммы:

Усилитель ОК.

Назначение элементов схемы:

С_Р – разделительный конденсатор, разделяет источник входного сигнала е_Г и усилитель по постоянной составляющей входного тока i_ВХ;

С_С – конденсатор связи, соединяет усилитель (коллекторную цепь) с нагрузкой по переменной составляющей тока;