Зворотний зв'язок

Зворотні зв'язки забезпечують необхідні характеристики підсилювачів.

Зворотним зв'язком називають дію вихідного сигналу на вхідний сигнал підсилювача. Зворотні зв'язки створюють спеціально. Самочинні зворотні зв'язки називають паразит­ними. Зворотний зв'язок може бути:

• позитивним;

• негативним.

Рис. 7

На рис. 7 наведено структурну схему підсилювача зі зворотним зв'язком, де U_c — це напруга джерела сигналу; U_bx — напруга на вході підсилювача; U₃₃ — напруга зворотного зв'язку; U_em — напруга на виході підсилювача. Вводять величини:

— коефіцієнт передачі чотириполюсника зворотного зв'язку (коефіцієнт зворотного зв'язку);

— коефіцієнт підсилення підсилювача без ланки зворотного зв'язку;

— коефіцієнт підсилення підсилювача зі зворотним

зв'язком.

Зворотний зв'язок може підсилювати напругу на вході (ß > 0) та зменшувати її (ß < 0).

У першому випадку (ß > 0) зворотний зв'язок називається позитивним. При ß < 0 зворотний зв'язок називається негативним.

Позитивний зворотний зв'язок підвищує коефіцієнт підсилення. Одночасно зменшується стабільність підсилювача та підвищується рівень нелінійних спотворень. Тому позитивний зворотний зв'язок у підсилювачах майже не застосовується.

Негативний зворотний зв'язок зменшує коефіцієнт підсилення.

При цьому також:

• підвищується стабільність коефіцієнта підсилення;

• знижується рівень нелінійних спотворень;

• зменшується вихідний та підвищується вхідний опір. Негативний зворотний зв'язок застосовується дуже часто. У загальному випадку сигнал на вході підсилювача:

де верхній знак береться при позитивному, а нижній при негативному зворотному зв'язку. Якщо це рівняння поділити на U_вих та використати введені коефіцієнти, можна отримати:

або

де коефіцієнт зворотного зв'язку береться за модулем, тому що знак уже врахований у виразі для вхідної напруги підсилювача.

Верхній знак ("-") відповідає позитивному зворотному зв'язку. При цьому коефіцієнт підсилення збільшується. Знак "+" відповідає негативному зворотному зв'язку, наявність котрого зменшує коефіцієнт підсилення підсилювача.

Позитивний зворотний зв'язок, при якому ßAT = 1, називають критичним.

Це значить, що навіть за відсутності сигналу на вході на виході підси­лювача з'являється змінна напруга, тобто підсилювач перетворюється на генератор гармонійних коливань.

Підсилювачі постійного струму

Підсилювачі постійного струму (ППС) підсилюють сигнал дуже низької частоти (менше за герц). За таких низьких частот не можна застосовувати конденсатори та трансформатори для зв'язку між каскадами підсилювача. Тому у ППС еле­ментами зв'язку є резистори. Для прикладу, на рис. 8 наведено частотну характеристику підсилювача з резистивно-ємнісним зв'язком (крива б) та тільки з ємнісним зв'язком (крива а).

Потребує розв'язання проблема відділення корисного сигналу від сталих складових струму та напруги, що подається на транзистори.

Схему підсилювача постійного струму наведено на рис. 9. Зви­чайний підсилювальний каскад, що набирається на транзисторі за схемою зі спільним емітером, виділено штриховою лінією. Конденсатор у колі емітера відсутній, що забезпечує більшу сму­гу пропускання. Навантаження вмикається між колектором та середньою точкою подільника напруги R₇ — R .

Рис. 8 Рис. 9

Вхідна напруга прикладена між базою та середнью точкою подільника R_x-R_r

Подільники напруги R_f —R₂ R₁ — R добирають у такий спосіб, щоб за відсутності вхідного сигналу струм у навантаженні не протікав. Струм у резисторі R_h з'являється тільки за наявності вхідного сигналу.