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 4

Найпростіший шлях забезпечення стабільного положення робочої точки полягає в стабілізації одної з її координат – напруги U_КС або I_КС. Приклад стабілізації напруги U_КС показаний на рис.4.7. В приведеній схемі струм спокою бази І_БС визначається з формули:                      

                  (D).

Тому, при нагріванні транзистора і

                              Рис.4.7.                   зростанні I_КС, колекторна напруга U_КС буде зменшуватися і, відповідно, буде зменшуватися струм бази спокою І_БС. Зменшення величини базового струму буде приводити до протилежного переміщення робочої точки вниз по лінії навантаження. Як наслідок, положення робочої точки стабілізується. Режим стабілізації величини колекторного струму ілюструється структурною схемою розглянутого підсилювача, яка приведена на рис. 4.7.,б. Нагрівання транзистора приводить до появи теплової складової колекторного струму, яка на структурній схемі зображена в вигляді DІ_Т. Наявність зворотнього зв’язку  приведе до зниження DІ_Т . Коефіцієнт зниження визначається контурним  коєфіцієнтом  підсилення

                            К_К = 1 + bR_K/R_Б

Підсилювач по схемі ЗК

Принципова схема підсилювача приведена на рис.4.8.. Особливість її полягає в тому, що навантаження підключене до еміторного резистора R_E. Наявність  R_E приводить до того, що потенціал U_E емітeра залежить від струму I_E. Якщо потенціал U_Б зафіксований резисторами R₁, R₂, то напруга U_БЕ, яка визначає струм бази, буде залежати від І_Е, тобто

                           .                           (G)

Струм база спокою для такої схеми

                                 Рис.4.8.                             

                            ,                 (C)

де R_ВХ - вхідний опір транзистора, включеного відповідно до схеми. Порівнюючи формули (G) і (C) можна сказати, що по аналогії до попередньой схеми (рис.4.7.), в розглядаємій схемі існує зворотній зв’язок по напрузі, що виділяється на емітерному резисторі. Більш того, так як напруга U_БЕ визначається у відповідності до формули (G), то можна стверджувати, що в схемі забезпечується послідовний зворотній зв’язок по напрузі. Це дає підстави стверджувати, що вхідний опір транзистора повинен зрости, а вихідний опір каскада – зменшитись.

Для підтвердження цього звернемося до схеми заміщення, яка має вигляд, приведений на рис.4.9. Розглядаючи режим постійного струму, бачимо, що вхідний опір транзистора, тобто опір для струму І_Б можна обчислити, якщо не змінюючи потенціал U_E привести струм емітора до струму бази. Для цього нам необхідно збільшити R_E в раз. Так як опір

                                   Рис.4.9.                            колектора r_K набагато перевищує опір R_E, можемо записати:

                                        ,

 звідки вхідний опір

                                      .                   ( )

 Зростання вхідного опору транзистора приведе, відповідно, і до зростання вхідного опору каскаду:

                                     ,                                         (xa)

що дає можливість використовувати каскади для підсилення сигналів від джерел з високим внутрішнім опором.

Опори R₁ і R₂ вибираються з наступних умов:

·  струм, що протікає через них від джерела E_K повинен бути в (4:5) раз більшим, ніж струм бази спокою. При такому співвідношенні можна вважати, що I_Б не буде впливати на потенціал U_Б;

·  потенціал U_Б повинен вибиратися з умови:

                               .

Коефіцієнт підсиленні струму

.

Якщо опори R₁ і R₂ вибрані високоомними, то  і

                        ,

 тобто коефіцієнт підсилення  струму має значення, що наближається до .

Коефіцієнт підсилення напруги, обчислений аналогічно,

                       .

 Якщо прийняти, що R_ВХ >> R з однієї сторони, а, в відповідності з (xa)

                      ,

то знаходимо, що K_U < 1.