21. Влияние обратной связи на стабильность усилителя
Реальное АЭУ всегда работает в постоянно меняющихся условиях, что приводит к изменению его параметров. Эти меняющиеся условия называют дестабилизирующими факторами. К ним обычно относят: изменение параметров окружающей среды (температуры, влажности, давления и др.), нестабильность источников питания, замена вышедших из строя элементов схемы новыми, старение элементов и т.д. Оценивается нестабильность с помощью коэффициента нестабильности, который определяется как отношение приращения какого-либо параметра АЭУ к его номинальному значению. Так, для нестабильности коэффициента усиления усилительного каскада будем иметь
Определим нестабильность коэффициента усиления усилителя, охваченного отрицательной ОС:
Введение в усилитель отрицательной обратной связи приводит к уменьшению нестабильности коэффициента усиления. При этом глубина обратной связи показывает, во сколько раз улучшается стабильность усилителя.
22. Влияние обратной связи на частотную, фазовую и переходную характеристики усилителя
Изменение частоты, при котором происходит изменение коэффициента усиления, может рассматриваться как один из дестабилизирующих факторов. Включение отрицательной обратной связи приведет к тому, что влияние этого дестабилизирующего фактора будет ослаблено, и частотная характеристика окажется неизменной в более широкой полосе частот, чем для схемы без обратной связи. Снижение коэффициента усиления оказывается неизбежной расплатой за расширение частотной характеристики. На рис. 2.9, а представлены две частотные характеристики: 1 – для усилителя без обратной связи, 2 - для усилителя с частотнонезависимой отрицательной обратной связью.
К
ак
видно из рис. 2.9, а, вне полосы пропускания
характеристики 1 и 2 быстро сливаются
друг с другом. Происходит это из-за того,
что за полосой пропускания коэффициент
усиления КЕ
падает,
соответственно уменьшается петлевое
усиление βКЕ
и
глубина обратной связи (F→1),
следовательно, KEF
→KE
.
С уменьшением глубины ОС ее влияние на
параметры усилителя снижается и кривая
2 стремится к характеристике 1. Расширение
частотной характеристики усилителя
однозначно приводит к расширению фазовой
и к улучшению переходной характеристик.
Так, увеличению верхней граничной
частоты соответствует уменьшение
времени установления переходной
характеристики в области малых времен.
Однако на практике обратная связь очень часто оказывается частотно-зависимой. Влияние такой связи рассмотрим на примере отрицательной частотно-зависимой ОС, в которой четырехполюсник обратной связи выполнен в виде последовательного колебательного контура (рис. 2.10, а).
На рис. 2.10, б представлены частотные характеристики усилителя без обратной связи, четырехполюсника обратной связи и усилителя, охваченного обратной связью. В момент резонанса коэффициент передачи четырехполюсника связи оказывается наибольшим, глубина отрицательной обратной связи достигает своего максимального значения, а на частотной характеристике усилителя с ОС появляется провал. На основании рассмотренного примера можно сделать вывод о том, что отрицательная частотно-зависимая обратная связь вносит в частотную характеристику исходного усилителя изменения, обратные тем, которые имеются в частотной характеристике четырехполюсника связи.