3.2.3. Параллельная оос по току

Структурная схема устройства при такой связи приведена на рис.3.4. Сравнивая рис.3.2 и рис.3.4 , убеждаемся, что выходные цепи устройства и вход четырехполюсника ОС одинаковые. Это обусловлено одинаковым типом обратной связи по выходному сигналу- I_2OC. Различие заключается в характере подключения источника сигнала и выхода четырехполюсника ОС ко входу устройства.Четырехполюсник ОС имеет входное сопротивление равное нулю и выходную цепь в виде генератора тока, такое устройство называется источником тока управляемый током (ИТУТ).

При параллельной ООС источником сигнала является генератор тока, т. е. Х=I_Г, Выходным сигналом четырехполюсника ОС является также ток-Z=I_OC, поэтому разностный сигнал ΔI=I_Г-I_OCсогласно конфигурации входной цепи протекает через входное сопротивлениеZ_ВХ и проводники , выделенные на рис.3.4 утолщенными линиями. На входном сопротивлении образуется напряжениеΔU=Z_ВХ ΔI. Очевидно, что при этом ток генератораI_Г не проникает в выходную цепь четырехполюсника ОС, а ток обратной связиI_OCв источник сигнала –генератор токаI_Г.

Проводя опыты ХХ иКЗ, убеждаемся, что при холостом ходе токI_2OC=0, четырехполюсник ОС не возбуждается и обратная связь отсутствует. При опытеКЗобратная связь существует. Поскольку выходным сигналом при этом типе связи является токI_2OCа входным -I_Г, то, очевидно,определяющимкоэффициентом при данном типе связи является эквивалентный коэффициент передачи тока:

K_IF(3)=I_2OC/I_Г=K_I/(1+K_Iβ_I), гдеβ_I=I_OC/I_2OC- коэффициент передачи четырехполюсника ОС, аK_Iβ_I-петлевое усиление данного типа связи. ОбозначаяF₃=1+K_Iβ_I-глубину связи этого типа, запишем определяющий коэффициент передачи

K_IF(3)=K_I/F₃ (3.10)

Запишем эквивалентное сопротивление передачи

K_ZF(3)=U_2OC/I_Г=I_2OCZ_Н/I_Г;

Используя(3.10), последнее соотношение можно переписать в виде:

K_ZF(3)=K_IZ_Н/F₃ .

Учитывая (1.1^/), запишемK_IZ_Н=K_Z, тогдасопутствующимкоэффициентом в данном случае будет эквивалентное сопротивление передачи:

K_ZF(3)=K_Z/F₃ . (3.11)

Нетрудно показать, что эквивалентные коэффициенты передачи напряжения и проводимости передачи при данной связи остаются без изменения. В самом деле, при введении обратной связи напряжение на входе устройства уменьшается с величины I_ГZ_ВХдо величины ΔIZ_ВХ. Но в силу линейности устройства выходное напряжениеU_2OC будет при этом- ΔUK_U. Следовательно, эквивалентный коэффициент передачи напряжения:

K_UF(3)=U_2OC/ΔU=K_U-остается прежним.

Таким образом , при введении параллельной ООС по току, уменьшается напряжение на входе и выходе устройства, однако их отношение не изменяется.

• Аналогично:

• 

• Согласно(1.1^/)K_U/Z_H=K_Y,следовательно,

• 

Входное сопротивление Z_ВХ(F₃) определим справа от

• вертикальной штриховой линии рис.3.4 во входной цепи:

Z_ВХ(F₃)=ΔU/I_Г=Z_ВХΔI/I_Г=Z_ВХΔI/(ΔI+I_OC)=Z_ВХ/(1+I_OC/ΔI).

Поскольку I_OC=K_Iβ_IΔI, тоI_OC/ΔI-петлевое усиление. Следовательно, Z_ВХ(F₃)=Z_ВХ/(1+K_Iβ_I)=Z_ВХ/F₃–входное сопротивление уменьшается. Причина уменьшения входного сопротивления следующая. При введении параллельной ООС напряжение на входе устройства оказывается меньше. При неизменной величине тока генератораI_Гэто эквивалентно уменьшению сопротивления на входе. Попытка объяснить уменьшение входного сопротивления эффектом шунтированияZ_ВХвыходным сопротивлением четырехполюсника ОС будет неверной, поскольку это сопротивление равно бесконечности. Выражение:следует понимать в том смысле, что во входной цепи действуют два идеальных генератора тока.

Выходное сопротивление устройства слева от вертикальной штриховой линии выходной цепи рис.3.4 найдем с помощью опытов ХХиКЗ:

.

При опыте ХХ обратная связь исчезает, тогдаU_2OC(XX)=μI_ГZ_ВХ. При опытеКЗ обратная связь существует, в этом случае:

Следовательно,

Z_ВЫХ(F₃)=Z_ВЫХI_Г/ΔI(КЗ)=Z_ВЫХ{I_OC(КЗ)+ΔI(KЗ)}/ΔI(KЗ)=

=Z_ВЫХ{1+I_OC(КЗ)/ΔI(KЗ).

Рассмотрим отношение I_OC(KЗ)/ΔI(KЗ), для этого запишемI_OC(KЗ)=β_II_2OC(KЗ). Используем далее коэффициент передачи тока устройства при коротком замыкании на выходе-K_I(КЗ), тогдаI_2OC(KЗ)=K_I(KЗ)ΔI(КЗ). Следовательно,I_OC(КЗ)=β_IK_I(KЗ) ΔI(КЗ) и отношениеI_OC(КЗ)/ΔI(КЗ)=K_I(КЗ)β_I-есть петлевое усиление при коротком замыкании. ОбозначаяF₃(КЗ)=1+K_I(КЗ)β_I- глубину обратной связи третьего типа при коротком замыкании, получим:

Z_ВЫХ(F₃)=Z_ВЫХ F₃(КЗ),

т.е. выходное сопротивление увеличилось.. Физическое объяснение этого явления такое же, как и при исследовании выходного сопротивления с последовательной ООС по току, т.е. вследствие стабилизации выходного тока I_2OC.