При кu → ∞ коэффициент усиления схемы с оос определяется простым отношением
.
(21.18)
Видим, что КUoc определяется лишь отношением сопротивлений (R1 + R2)/R1 и не зависит от КU, т.е. все дестабилизирующие факторы ликвидированы. В практических схемах значения сопротивлений следует выбирать в пределах 103 106 Ом. Например, при R1 = 2103 Ом и R2 = 2105 Ом. КUос = 101. Теперь передаточная характеристика ОУ с ОС будет иметь достаточно большую область линейного участка. Для наших примеров диапазон входного сигнала расширяется до значения 0,1В (пунктир на рис. 21.10, а).
Схема инвертирующего ОУ с ООС приведена на рис. 21.10, в. В схеме входной сигнал и сигнал ООС поступают на инвертирующий вход ОУ. При этом происходит сложение токов Iвх и Ioc. Коэффициент усиления схемы определяется отношением
.
(21.19)
Знак минус указывает, что фазы входного и выходного сигналов противоположны.
Таким образом, введение ООС в схему ОУ позволяет повысить стабильность коэффициента усиления и расширить линейный участок передаточной характеристики.
Полоса пропускания ОУ с ОС лежит в диапазоне от 0 до fмакс, причем,
.
(21.20)
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
21.1. На какие классы разделяют усилители сигналов по их частотным свойствам?
21.2. В чем заключается отличие УПТ от УНЧ и можно ли считать их взаимозаменяемыми?
21.3. Чем отличаются резистивные усилители от резонансных?
21.4. Будет ли изменяться передаточная характеристика усилительного каскада по схеме с общим эмиттером, если изменять коэффициент передачи тока базы?
21.5. Используя графики рис. 21.2 проверьте, как изменяется коэффициент усиления каскада при изменении Ек и Rк.
21.6. Определите сопротивление Rб в схеме смещения с фиксацией тока базы, если Ек = 10 В, ток коллектора в режиме покоя Iк = 5,0 мА, коэффициент передачи тока базы β = 100, а обратный ток коллектора Iкэо = 50 мкА.
21.7. Определите значение сопротивлений делителя в схеме смещения с фиксацией напряжения базы Uб, если Ек = 10 В, Iбп = 49,5 мкА, а Uбп = 0,13 В.
21.8. В усилителе по схеме рис. 21.3, б известны Ек = 10 В, Rк = 1000 Ом, Rн = 200 Ом, Iбп = 49,5 мкА, Uбп = 0,13 В. Определите Rвх, Rвых и КU, полагая β = 100. (Обратным током коллектора пренебречь).
21.9. В усилителе по схеме с общим коллектором (рис. 21.7, а) известны Rн = Rэ = 200
Ом, Uбп = 0,13 В, Iбп = 49,5 мкА, Iкэо 50 мкА, а Iкп = 5 мА. Определите Rвх и КU.
21.10. Определите КU усилителя по условию задачи 21.8, если между выходом усилителя и нагрузкой включен каскад по условию задачи 21.9.
21.11. Каким фактором определяется название дифференциального усилителя?
21.12. Почему в схеме дифференциального усилителя Rэ не влияет на КU?
21.13. Усилитель по схеме рис. 21.10,б имеет КU = 100. Определите верхнюю граничную частоту АЧХ усилителя, если Um.вых = 10 В, частота единичного усиления ОУ f1 = 2 МГц, а νн = 1 В/мкС.
ЛЕКЦИЯ 22. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Согласно определению классификации, избирательные усилители обеспечивают усиление сигналов со спектром достаточно узким относительно средней частоты f0. Для них справедливо условие . Это условие определяет требования к АЧХ избирательного усилителя – она должна выделять достаточно узкую полосу частот (рис 21.1, в). По приведенному признаку избирательные усилители часто называются полосовыми.
Для построения усилителей с полосовой АЧХ необходимо учитывать частотные свойства применяемых в схеме активных элементов, а также использовать цепи с явно выраженными частотными свойствами – фильтры. Поэтому в лекции предварительно рассматриваются частотные свойства ОУ, принципы построения фильтров, а затем схемы и основные свойства избирательных усилителей.