19) Обратные связи усилительных каскадов

Обратной связью в усилителях называют передачу части сигнала из выходной цепи во входную. При этом различают местную обратную связь, охватывающую только один каскад или несколько каскадов внутри усилителя, и общую, охватывающую весь усилитель. Если сигнал обратной связи вычитается из входного сигнала, то такую обратную связь принято называть отрицательной, если складывается - положительной. Чаще всего в усилителях применяется отрицательная обратная связь. Это обусловлено тем, что отрицательная обратная связь позволяет стабилизировать коэффициент усиления, сделав его менее зависимым от параметров транзистора, а также снизить шумы усилителя.В зависимости от способа получения сигнала обратной связи различают обратную связь по напряжению, когда сигнал обратной связи пропорционален выходному напряжению, и обратную связь по току, при которой сигнал обратной связи пропорционален току в выходной цепи. По способу подачи сигнала обратной связи во входную цепь различают параллельную обратную связь, когда сигнал обратной связи подается параллельно входному, и последовательную обратную связь, при которой напряжения входного сигнала и сигнала обратной связи складываются во входной цепи. Частотная зависимость сопротивления конденсатора справедлива и для межкаскадных обратных связей, то есть с кондесатора невозможно снять напряжение обратной связи и на него нельзя подавать напряжение обратной связи, так как на кондесаторе падение напряжения переменного тока близко к нулю. Для того чтобы постоянный ток не протекал по цепи обратной связи, часто последовательно с резистором включают конденсатор большой емкости. Введение обратной связи влияет в первую очередь на коэффициент усиления усилителя. Так, если его коэффициент усиления без учета влияния обратной связи равен K, а коэффициент передачи цепи обратной связи от выхода усилителя к его входу равен B, то общий коэффициент усиления усилителя составит

K

Kос = --------- .

1 - gK Произведение gK называют еще петлевым усилением, а величину (1‑gK) - глубиной обратной связи. Петлевое усиление подставляется со своим знаком, то есть для отрицательной обратной связи глубина обратной связи записывается в виде (1+gK). Но во столько же раз снижаются всякие неприятности типа шумов, нестабильности и тому подобное. Введение обратной связи существенно влияет на полосу пропускания усилителя. Верхняя граничная частота для усилителя с отрицательной обраной связью увеличивается в (1+gK) раз, а нижняя граничная частота во столько же раз уменьшается, то есть полоса частот существенно возрастает. В усилителе, охваченном положительной обратной связью, происходит сужение полосы пропускания в соответствии с величиной глубины обратной связи.

20)Каскады предварительного усиления

• Каскад усиления— ступень усилителя, содержащая усилительный элемент, цепи нагрузки и связи с предыдущими или последующими ступенями

• В качестве усилительных элементов обычно используются электронные лампыилитранзисторы(биполярные, полевые), иногда, в некоторых специальных случаях, могут применяться идвухполюсники, например,туннельные диоды(используется свойство отрицательного сопротивления) и др. Полупроводниковые усилительные элементы (а иногда и вакуумные) могут быть не только дискретными (отдельными) но и интегральными (в составемикросхем), часто в одной микросхеме реализуется полностью законченный усилитель

• В зависимости от способа включения усилительного элемента различаются каскады с общей базой, эмиттером, коллектором (у биполярного транзистора), с общим затвором, истоком, стоком (у полевого транзистора) и с общей сеткой, катодом, анодом (у ламп)

  • Каскад с общим эмиттером (истоком, катодом) — наиболее распространённый способ включения, позволяет усиливать сигнал по току и напряжению одновременно, сдвигает фазу на 180°, то есть является инвертором.

  • Каскад с общей базой (затвором, сеткой) — усиливает только по напряжению, применяется редко, является наиболее высокочастотным, фазу не сдвигает

  • Каскад с общим коллектором (стоком, анодом) — называется также повторителем (эмиттерным, истоковым, катодным), усиливает ток, оставляя напряжение сигнала равным исходному. Применяется в качестве буферного усилителя. Важными свойствами повторителя являются его высокоевходноеи низкоевыходноесопротивления, фазу не сдвигает

  • Предварительный усилитель (предусилитель)— усилитель, предназначенный для усиления сигнала до величины, необходимой для нормальной работы оконечного усилителя