24. Обратные связи в усилителях.
Обратной связью в усилителях называют явление передачи сигнала из выходной цепи во входную. Электрические цепи, обеспечивающие эту передачу, носят название цепей обратной связи.
Структурная схема усилителя, охваченного цепью отрицательной обратной связи ООС. В нем выходной сигнал усилителя (в виде напряжения UВЫХ) через цепь обратной связи частично или полностью подается к схеме сложения. В ней происходит вычитание сигнала ОС UОС из входного сигнала UВХ. В результате этого на вход усилителя поступает сигнал, равный разности входного сигнала и сигнала обратной связи U∑ .
Петлей обратной связи называют замкнутый контур, включающий в себя цепь ОС и часть усилителя между точками ее подключения. В качестве цепей ОС используют пассивные цепи, коэффициенты преобразования и частотные свойства которых существенно влияют на свойства усилителей.
Местной обратной связью принято называть ОС, охватывающую отдельные каскады или части усилителя, а общей обратной связью – такую ОС, которая охватывает весь усилитель.
Обратную связь называют отрицательной, если ее сигнал вычитается из входного сигнала, и положительной, если сигнал ОС суммируется со входным. При отрицательной ОС (ООС) коэффициент усиления усилителя уменьшается, а при положительной (ПОС) – увеличивается.
Из-за схемных особенностей усилителя и цепи ОС возможны варианты, когда ОС существует только для медленно изменяющейся составляющей выходного сигнала, либо только для переменной составляющей его, либо для всего выходного сигнала. В таких случаях говорят, ОС реализована по постоянному, по переменному, а также по постоянному и переменному токам.
В зависимости от способа получения сигнала различают ОС по напряжению, когда снимаемый сигнал ОС пропорционален напряжению выходной цепи; ОС по току, когда снимаемый сигнал пропорционален току выходной цепи.
По способу введения сигнала обратной связи различают: последовательную схему и параллельную схему введения ОС.
Для количественной оценки степени влияния обратной связи используют коэффициент обратной связи β, показывающий, какая часть выходного сигнала поступает на вход усилителя:β U= UОС / UВЫХ , β I = IОС / IВЫХ.
23. Усилители электрических сигналов. Разновидности, параметры. Характеристики.
Усилители электрических сигналов – это электронные устройства, предназначенные для усиления напряжения, тока или мощности входных электрических сигналов за счет энергии источника питания.
Передача
сигнала с помощью усилителя.
Все усилители можно классифицировать по следующим признакам.
По роду усиливаемого сигнала усилители делятся на усилители постоянного тока (УПТ), усиливающие электрические сигналы с частотой от нуля герц и выше и усилители переменного тока, усиливающие переменные сигналы с частотой, отличной от нуля.
По частоте усиливаемого сигнала могут быть выделены следующие группы: усилители низкой частоты (УНЧ) – устройства с диапазоном усиливаемых частот от единиц герц до сотен килогерц;
усилители высоких частот (УВЧ) – устройства с диапазоном усиливаемых частот от сотен килогерц до сотен мегагерц и выше;
широкополосные усилители (ШПУ)– устройства с диапазоном усиливаемых частот от десятков – сотен герц до сотен мегагерц;
избирательные (резонансные) усилители (ИУ), обеспечивающие усиление в узком диапазоне частот.
АЧХ: а) УПТ, б) УНЧ, в) УВЧ, г) ШПУ, д) ИУ
По виду усиливаемого сигнала они делятся на усилители гармонических и импульсных сигналов. По функциональному назначению они делятся на усилители напряжения, тока и мощности.
Коэффициент усиления является основным количественным параметром усилителя. В зависимости от типа усиливаемой величины различают коэффициенты усиления по напряжению KU, току KI или мощности KP: KU = UВЫХ / UВХ , KI = IВЫХ / IВХ , KP = PВЫХ / PВХ .
Типовая АЧХ и ФЧХ УНЧ:
Спад коэффициента усиления на низких частотах определяется наличием разделительных емкостей в усилителях, спад на высоких частотах – паразитными емкостями в элементах схемы.
Динамический диапазон усиления характеризует диапазон изменения входного сигнала:D = UВХ макс / UВХмин
Коэффициент полезного действия (КПД):η = РВЫХ / Р0,
Входное и выходное сопротивление – важнейшие параметры усилительных устройств. Их значения должны учитываться при согласовании усилителя как с источником входного сигнала, так и с нагрузкой.