Обратные связи в усилителях (Основные виды обратных связей. Коэффициент усиления усилителя с обратной связью. Входные сопротивления усилителя с обратной связью. Выходное сопротивление усилителя с ОС. Устойчивость усилителей с ОС (Критерий Найквиста)), страница 2

§ 3. Входные сопротивления усилителя с обратной связью.

Рассмотрим поразнь случаи последовательной и параллельной обратной связи.

1. Последовательная обрастная связь (ПОС)

                                       Рис.7

Входное сопротивление усилителя с ОС есть .

Поскольку

.

В случае отрицательной обратной связи

                                                                                                                    

Таким образом, ПООС увеличивает входное сопротивление усилителя. Качественно это следует из того, что . Очевидно, что положительная последовательная ОС (ППОС) уменьшает .

2. Параллельная обратная связь (||ОС).

Рассмотреть этот случай для произвольной цепи обратной связи сложней, поэтому ограничимся частным случаем, показанным на рис.8 (||ОС по напряжению).

                                                            Рис.8

В   рассматриваемой схеме 

Отсюда

                                                                                                                                                                           (16)

   где 

Если   и  вещественны и что соответствует отрицательной обратной связи, то

                                                                                                                                                                  (17)

и  введение обратной связи увеличивает входную проводимость, т.е. уменьшает входное сопротивление.

Эквивалентная схеме входной цепи с учётом сопротивления  ,которое, как

уже отмечалось раньше необходимо в схеме с параллельной обратной связью

имеет вид:

рис.9

Аналогичные результаты можно получить и для схем с параллельной ОС по току.

Таким образом, //ООС уменьшает входное спротивление усилителя, что  является недостатком схем с //ООС.

Качественное влияние //ООС на  можно объяснить следующим образом:

//ООС уменьшает входной токи, следовательно, , а отсюда

.

При положительной //ОС входное сопротивление увеличивается.

§4 Выходное сопротивление уситлителя с ОС.

Эквивалентные схемы  выходной цепи усилителя без ОС и  с ОС, можно представить в виде, показанном на рис.10 а, б:

            a)                                           рис.10                          б)

 -коэффициенты усиления усилителя в режиме холостого хода

()  без ОС и  с ОС

 Для изображенных схем можем написать:

,                                                                                                                                                                    (18)

 Разделим   на  и учтем (8):

                                                                                                                                                                    (19)

Устремим теперь    к нулю и найдем из (19) отношение

:

Отношение     можно найти таже из (8)

Тогда

                                                                                                                                                                                                    (20)

Проанализируем  (20), рассматривая порознь случаи обратной связи по напряжению и по току.

1)ОС по U

 Кау отмечалось ранее, в этом случае   не зависит от , а 

 поэтому

                                                                                                                                                                                                         (21)

При отрицательной обратной связи

                                                                                                                                                                                               

Отсюда видно, что  ООС по напряжению уменьшает выходное сорпотивление усилителя.

2) ОС по  

 В случае  обратной связи по току   зависит от  :

, поэтому  при  произведение   остается величиной конечной :

при          , поэтому  таким  образом  при ОС по току

                                                                                                                                                                      (22)

При отрицательной обратной связи и вещественных параметрах усилителя ,

,                                                                                                                                                                                                (23)

таким образом,  отрицательная обратная связь по току увеличивает выходное сопротивление усилителя.

 Для случая  положительной обратной связи  выводы противоположны.

 Найти выходное сопротивление усилителя можно и другим способом .

 Заменим в схемах рис10 сопротивление    источником напряжения  и положим   =0 тогда для определения    получим схему:

          Рис.11

Отсюда

                                                                                                                                                                (23)

В случае обратной связи по напряжению  и

Отсюда получаем

что совпало с (20).

В случае обратной связи по току    при этом                       

и   ,

что совпадает с (22).

 Качественно влияние ОС на  можно объяснить следующим образом.

В случае ООС по напряжению обратная связь препятствует изменению выходного напряжения  ()  и ,следовательно, приближает усилитель к идеальному источнику  ЭДС (уменьшает   ). В случае ООС по току

 - препятствует изменению тока  и приближает усилитель к идеальному источнику тока(увеличивает  )

§5. Примеры схем  с  ООС.

1.Эмиттерный повторитель (рис.12) (схема с общим коллектором)

     рис.12

Эмиттерный повторитель является примером схемы с ООС по                                                               напряжению .Действительно здесь  , ,а ,т.е.

.Если считать заданным напряжение  , то  .

Таким образом коэффициент усиления эмиттерного повторителя