3.3. Последовательная оос по напряжению
Входное сопротивление усилителя с ООС определяется способом подачи напряжения ОС во входную цепь. Согласно элементарной теории ОС, последовательная ООС по напряжению (ПООСН) увеличивает входное сопротивление усилителя в F раз, т.е.
.
Выходное сопротивление усилителя с ООС определяется способом снятия напряжения ОС с нагрузки усилителя. Согласно элементарной теории ОС, ПООСН уменьшает выходное сопротивление усилителя в F раз, т.е.
.
Уменьшение выходного сопротивления УУ снижает зависимость выходного напряжения от изменения величины нагрузки, следовательно, можно утверждать, что ПООСН стабилизирует коэффициент усиления по напряжению при изменении нагрузки. Ранее были рассмотрены эмиттерный и истоковый повторители, в которых имеет место 100%-ная ПООСН (подразделы 2.8, 2.11), поэтому ограничимся иллюстрацией применения ПООСН - трехкаскадным интегральным усилителем с внешней цепью ОС (резистор , рисунок 3.4).
Возможность
менять глубину общей ООС значительно
расширяет сферу применения данного
усилителя и делает ИМС многоцелевой.
3.4. Параллельная оос по напряжению
Согласно
элементарной теории ОС, параллельная
ООС по напряжению (||ООСН) не меняет
коэффициент усиления по напряжению
усилителя, но за счет изменения его
входного сопротивления меняется сквозной
коэффициент усиления
.
В результате уменьшения входного
сопротивления
к входу усилителя приложится напряжение
,
где
- коэффициент передачи входной цепи УУ.
По
аналогии с
можно записать:
.
При
глубокой ||ООСН (
>>1)
получаем:
.
Входное сопротивление усилителя с ||ООСН определится как:
,
где
глубина ООС по току
,
.
Величину выходного сопротивления УУ, охваченного ||ООСН, можно приближенно оценить по уже известному соотношению:
.
Из изложенного следует, что ||ООСН стабилизирует сквозной коэффициент усиления по напряжению при постоянном сопротивлении источника сигнала, уменьшает входное и выходное сопротивления усилителя.
Каскад на БТ с ОЭ и ||ООСН представлен на рисунке 3.5.
При
||ООСН выходное напряжение каскада
вызывает ток ОС, протекающий через цепь
ОС
. Ранее (см. подраздел 2.6) рассматривалась
схема коллекторной термостабилизации,
работа которой основана на действии
||ООСН. В данном же каскаде ||ООСН действует
только на частотах сигнала, что отражено
на рисунке 3.5б.
Воспользовавшись рекомендациями подраздела 2.3, получим выражения для основных параметров в области СЧ. Для коэффициента усиления по напряжению получим:
,
т.к.
,
.
В большинстве случаев
,
поэтому
меняется незначительно. Само же изменение
объясняется тем, что, в отличие от
классической структуры УУ с ||ООСН, в
реальной схеме каскада нет столь четкого
разделения цепи ОС и цепи прямого
усиления.
Входное сопротивление каскада с ||ООСН равно:
.
Обычно
,
и
,
тогда
.
Выходное сопротивление каскада с ||ООСН равно:
,
т.к.
как правило
и
.
Для
определения параметров каскада в области
ВЧ следует
воспользоваться соотношениями для
каскада с ОЭ (см. подраздел 2.5), принимая
во внимание, что при расчете постоянной
времени каскада
следует учитывать выходное сопротивление
каскада с ||ООСН, т.е.
и влияние ||ООСН на крутизну -
.
Следует
заметить, что существует возможность
коррекции АЧХ (ПХ) в области ВЧ (МВ)
путем включения последовательно с
корректирующей индуктивности
.
Эффект коррекции объясняется уменьшением
глубины ООС в области ВЧ (МВ). Расчет
каскада с ОЭ и ||ООСН в области
НЧ ничем
не отличается от расчета каскада без
ОС (следует только учитывать изменение
и
при расчете постоянных времени
разделительных цепей), исключение
составляет расчет разделительной
емкости
из условия
.
Следует заметить, что существует возможность коррекции АЧХ (ПХ) в области НЧ (БВ) путем уменьшения емкости . Эффект коррекции объясняется уменьшением глубины ООС в области НЧ (БВ).
Механизм действия ||ООСН в каскаде на ПТ с ОИ (схема не приводится ввиду совпадения ее топологии рисунку 3.5) во многом идентичен только что рассмотренному. Приведем расчетные соотношения для основных параметров каскада на ПТ с ||ООСН:
,
т.к.
,
.
.
Как правило, и , тогда
.
,
т.к. чаще всего .
Все вышесказанное о влиянии ||ООСН на АЧХ (ПХ) каскада на БТ справедливо и для каскада на ПТ.
||ООСН обычно применяют тогда, когда требуется понизить входное сопротивление каскада, что необходимо во входных каскадах УУ, работающих в низкоомном согласованном тракте передачи.