Рассматривая эквивалентную схему двухконтурного транзисторного усилителя, приведенную на рис. 3., для случая выполнения неравенства
«
, можно получить
следующее выражение для модуля передаточной функции:
,
(3. )
где ;
- фактор связи;
- коэффициент связи;
символы
и
имеют
тот же смысл что и ранее.
Графики нормированной АЧХ двухконтурного резонансного усилителя, построенные для разных значений фактора связи, приведены на рис. 3.
Рис. 3.
Сравнивая АЧХ одно и двухконтурного резонансного усилителя, можно заметить,
что при равных добротностях контуров двухконтурный резонансный усилитель обеспечивает
частотную избирательность и равномерность в
пределах полосы пропускания (при
).
3.6. Активные линейные цепи с обратной связью
Различают два типа обратной связи: положительная (ПОС) и отрицательная (ООС).
Введение ООС позволяет существенно улучшить характеристики устройств обработки сигналов и повысить стабильность режима работы радиотехнических устройств.
Структурная схема усилителя с внешней обратной связью, осуществляемая вспомогательным четырёхполюсником, изображена на рис. 3. .
Рис. 3.
Усилитель с передаточной функцией и четырёхполюсник с
передаточной функцией
предполагаются
полностью однонаправленными. При этом входное сопротивление четырёхполюсника обратной
связи
должно быть
достаточно большим, чтобы не нагружать усилитель с выходным сопротивлением
, а выходное сопротивление
четырёхполюсника обратной связи
должно
быть достаточно малым по сравнению с входным сопротивлением усилителя.
Тогда передаточную функцию линейного усилителя, охваченного внешней
цепью обратной связи, можно
найти с помощью следующих соотношений:
и
.
Комплексные амплитуды напряжений на выходе четырёхполюсника обратной связи и на входе усилителя соответственно равны:
и
.
Следовательно, напряжения на выходе усилителя с обратной связью
.
Решая это уравнение относительно , получим
.
Откуда следует, что
.
(3. )
Это выражение называется передаточной функцией линейного усилителя,
охваченного обратной связью или передаточной функцией замкнутой системы.
Произведение , имеющее
смысл передаточной функции каскадного соединения четырёхполюсников
и
называют передаточной функцией разомкнутой
системы.
При замене на р
получаем передаточную функцию замкнутой цепи в операторной форме
.
(3. )
Сравнение и
позволяет определить
знак обратной связи в общем случае, когда эти функции являются комплексными.
Если на какой–либо частоте имеет неравенство <
, т.е. если введение
обратной связи приводит к уменьшению усиления, то обратная связь на данной
частоте отрицательна, а в противном случае – положительна.
При усиление
становится
бесконечно большим. Это означает, что цепь становится неустойчивой и для изучения
её поведения необходимо использовать другие методы, поскольку выражения () и ()
, относящиеся к стационарным режимам, теряют смысл.
Рассмотрим влияние отрицательной обратной связи (ООС) на АЧХ усилителя.
Если » 1, то из выражения
следует, что модуль
передаточной функции
. (3.
)
Если в заданной полосе частот обеспечивается равномерность АЧХ
четырёхполюсника обратной связи, т.е. const, то
сonst. Таким
образом, задача сводится к выравниванию АЧХ пассивного четырёхполюсника обратной
связи, что значительно проще, чем устранение неравномерности АЧХ усилителя.
В промежуточных случаях, когда равняется нескольким
единицам, соотношение
не
достигается. Однако передаточная функция
становится
значительно равномернее, чем
.
Это иллюстрируется рис. 3., где передаточная функция
расположена ниже,
чем передаточная функция
.
Это является следствием подачи выходного напряжения на вход усилителя в
противофазе: ООС на низких частотах сильнее влияет на АЧХ усилителя, чем на
более высоких частотах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.