3.8.2. Підсилюючий каскадзСс

Схема каскаду наведена на рис. 3.23.

^-

(4) Рис. 3.23 - Підсилюючий каскадзСС

Тут:

VTl - польовий транзистор з керуючим p-n переходом і каналом

и-типу;

и_дт:а Ц^задаютьрежимспокоюпідсилюючогокаскаду: U₀₃ - U_1V -U_d. Призначення решти елементів аналогічне попереднім схемам. Навантаження каскаду за змінним струмом R_H= = R_g\\R_H. Роботу підсилювача ілюструють часові діаграми, наведені на рис. 3.24.

Рис. 3.24 - Часові діаграми роботи каскаду CC

Ця схема має назву витокового повторювача, оскільки U практично повторює вхідну напругу.

Для каскаду можна записати такі співвідношення:

^ K.V ^ ЙН.Х ^ їй ?

U_3e «U_aM,jouy U_ex = и_вю;

R_g - навантаження каскаду за постійним струмом (водночас ство-

рює напругу зміщення ,,,

R_t -Л, - дільник напруги (створює напругу U_d).

Каскад має великий R і малий R тому використовується як узго-джувальний підсилювач у разі необхідності узгодження джерела сигналу

3. Підсилювачі електричних сигналів

з великим Л_вцї з навантаженням, що має малий Л_вг, наприклад, підси­лювачів на польових та біполярних транзисторах.

Каскади на польових МДН-транзисторах схематично будують так, як і каскади на біполярних транзисторах.

3.8.3. Зворотні зв'язки в підсилювачах

Поряд з колами прямої передачі сигналів в підсилювачах вводять штучно створені кола, через які частина енергії з їх виходу подається на вхід. Це явище має назву зворотного зв'язку.

Із застосуванням зворотних зв'язків ми вже зустрічалися, коли роз­глядали будову тиристора (внутрішній додатний зв'язок) та темпера­турну стабілізацію режиму спокою підсилюючого каскаду (від'ємний зворотний зв'язок).

Кола, за допомогою яких забезпечують зворотні зв'язки, називають колами зворотного зв'язку.

Коло прямої передачі сигналу і коло зворотного зв'язку утворюють петлю зворотного зв'язку.

Структурні схеми петльових зв'язків наведені на рис. 3.25.

ит		• К		иви, ит		• КІ			t Кг	Ueux
		X							ХІ
						Хг

а)

б)

а) ; б)

Рис. 3.26 - Зворотні зв'язки: а - за напругою; б - за струмом (шунт Р_ш- датчик величини струму навантаження)

Залежно від способу подачі сигналу зворотного зв'язку у вхідне коло розрізняють паралельний та послідовний зворотні зв'язки, як показано на рис. 3.27. Зазвичай вони використовуються для стабілізації пара­метрів підсилювача.

а) б)

Рис. 3.27 - Паралельний (а) та послідовний (б) зворотні зв'язки

Властивості підсилювача із зворотним зв'язком розглянемо на при­кладі послідовного зворотного зв'язку за напругою.

Основним показником є коефіцієнт передачі зворотного зв'язку

Рис. 3.25 - Приклади петльових зворотних зв'язків: а - однопетльовий; б - багатопетльовий

Зворотні зв'язки поділяються також на зв'язки за напругою та за струмом, як показано на рис. 3.26.

5C-~ , (3.22)

U™ який визначає, яка частка вихідної напруги надходить до вхідного кола

•

пІдсилювача(С^з ~ комплекс напруги зворотного зв'язку).

3. Підсилювачі електричних сигналів

Для вхідного кола можна записати рівняння

(3.23)

де фк, Ф_х - фазовий зсув сигналу у колі прямої передачі та колі зво­ротного зв'язку відповідно. Вираз (3.30) набуває вигляду

де Ц_с - комплекс напруги на вході. 3 урахуванням виразу (3.22)

• •

Uc = Uv

Запровадимо наступні позначення:

1) коефіцієнт підсилення без зворотного зв'язку

(3.24)

Візьмемо випадок, коли ф* + ф_х = nn,(n = 1,3,5...). Тоді e^Jn = -1, а фх ~ 0 і вираз (3.33) матиме вигляд

к - ^к

^33 —

(3.33)

(3.34)

K = ^—; (3.25)

Uc 2) коефіцієнт підсилення підсилювача, охопленого зворотним зв'язком

Кзз=^-. (3.26)

и„

Можна записати

• • •

U_eia=KUc. (3.27)

3 урахуванням виразу (3.24), маємо

Якщо сигнал зворотного зв'язку зсунутий відносно вхідного сигналу на кут я, то цей зв'язок називається від'ємним зворотним зв'язком (ВЗЗ). Коефіцієнт підсилення підсилювача, охопленого від'ємним зво­ ротним зв'язком, зменшується у (l + %A^) разів. Незважаючи на це, ВЗЗ широко використовують для підвищення стабільності роботи підси­ лювачів і покращення інших їх параметрів. . .

У першу чергу, ВЗЗ знижує залежність Кзз від K (наприклад, по­ в'язаних зі змінами температури). .

Покажемо це, для чого продиференціюємо вираз (3.34) за K:

(3.35)

разів менші від змін K.

(3.37)

Поділимо обидві частини рівняння (3.28) на U^ і одержимо

звццси

K

Кзз = Зобразимо K та % У вигляді

(3.29) (3.30)

(3.31) (3.32)

Перегрупуємо

dK

₃₃

dK

Цей вираз свідчить, що зміни К₃₃ у

» 1, тому K₃₃ = - • X

Якщо, наприклад, K = 1 0³ , x = 0, 1 , то K₃₃ ~ 1 0. У свою чергу, ВЗЗ підвищує R і знижує Л_вих

D

/ у