ным? Изобразите зависимость коэффициента полезного действия усилителя от угла отсечки.

13.Изобразите временные диаграммы напряжения между базой и эмиттером, напряжения между коллектором и эмиттером и коллекторного тока при: а) усилении гармонического напряжения; б) удвоении частоты; в) утроении частоты.

14.Как следует выбирать угол отсечки в умножител е частоты для обеспечения максимального коэффициента передачи при работе: а) с фиксированной амплитудой подаваемого напряжения; б) с фиксированной величиной пика импульсов тока?

15.Каков принцип работы нелинейного умножителя частоты? Почему трудно добиться высокой кратности умножения?

Литература: [2, с. 321-323; 326-332]; [1, с. 240-248; 251-253]; [3, с. 275-285].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

ВЛИНЕЙНЫХ АКТИВНЫХ ЦЕПЯХ

5.1.Цель работы — экспериментально исследовать влияние обратной связи на основные параметры и характеристики линейной активной частотно-избирательной цепи.

5.2.Краткие теоретические сведения

Активную радиотехническую цепь, в которой часть энергии выходного сигнала вновь подаётся на вход, относят к цепям с обратной связью (ОС). Введение ОС, с одной стороны, позволяет в ряде случаев существенно улучшить характеристики цепи или реализовать цепь с новыми свойствами, а с другой стороны, может приводить к неустойчивости цепи, вследствие которой в активной цепи с ОС возникают автоколебания.

53

Обобщенная схема активной цепи с ОС показана на рис. 5.1. В её прямой ветви включена активная цепь, обладающая коэффициентом передачи K(ω) , в обратной ветви — пас-

сивная цепь обратной связи с коэффициентом передачи β(ω) .

Если на какой-либо частоте аргумент коэффициента передачи петли ОС ϕП(ω), определяющий набег фазы в петле ОС, кратен 2π, то сигнал на выходе цепи обратной связи sβ(t) и входной сигнал s0(t) складываются синфазно, при этом

и обратная связь считается положительной (ПОС). При

KП(ω) → 1 имеем KОС(ω) → ∞, и состояние цепи с ОС приближается к границе устойчивости. При KП(ω) > 1 цепь неустой-

чива, в ней могут возникать незатухающие автоколебания. Если ϕП(ω) = πk, где k = ±1, ±3, … , то сигнал обратной

связи и входной сигнал складываются в противофазе, при этом

54

и обратная связь является отрицательной (ООС), причём при KП(ω) → ∞ коэффициент передачи цепи с ОС определяется только свойствами цепи обратной связи: KОС(ω) ≈ 1/β(ω).

Отрицательная ОС широко используется в радиотехнике. В условиях снижения коэффициента передачи её применение позволяет увеличить стабильность коэффициента усиления, выровнять частотные характеристики, уменьшить искажения.

Пусть на некоторой частоте цепь обратной связи имеет коэффициент передачи «минус» β, усилительный каскад — коэффициент усиления K. Полагаем, что при отсутствии ОС относительная нестабильность коэффициента усиления, вызванная случайными изменениями температуры, напряжения питания и т.п., равна ∆K/K. Тогда при наличии ООС нестабильность коэффициента передачи активной цепи с ОС составит

За счёт использования ООС относительная нестабильность коэффициента передачи уменьшается в (1 + K·β) раз.

Частотную зависимость коэффициента передачи усилителя на верхних частотах

можно рассматривать как проявление нестабильности. Снижение при введении ООС относительного изменения коэффициента передачи цепи в (1 + K·β) раз эквивалентно расширению её полосы пропускания во столько же раз. Достигается это за счёт неравномерного снижения коэффициента усиления цепи с ООС, который уменьшается тем меньше, чем выше частота:

Расширение полосы пропускания позволяет снизить частотные и фазовые искажения сигнала в усилительном каскаде с ООС.

55