Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

8.79 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2618 19 20 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

- 170 -

Рассмотрим прежде всего впияние поснедоватеявной обрат ной связи (р и с .З .Щ ) на входное сопротивление у сипит едя.

Входное сопротивление усиштелй без обратной овдзи

будет

0 .3 0 )

а усилителя,с обратной свяаыо ^

7	1ас.о .с“		и
^	1ас.о .с“		Т ~	(3.51 )
				(3.51 )
или		и. - U .
„		и. - U .
•7		1	^
L 1st О С *		■*“ =
	к V,		ч
Поскольку	к V,	,
7				M Ui
в а с . о . с		- v		i

i ,

I j

-	171 -
*•••	а з э )

Из выражения (3.32) следует, что последовательная отри цательная обратная связь независимо от способа ее снятия, о выходной цепи увеличивает входное сопротивление части усили

теля, охваченной обратной связью в

1*£К.

Раз*

Положите яв

ная последовательная

обратная связь

при

уменьшает

входное

сопротивление,

при ^ К >1 делает

его

отрицательным.

При параллельной отрицательной и положительной обратных

связях

и />К.<1

входное

сопротивление уменьшается.

Покажем это .

Из

рис. З .Н б

следует, что

входная проводимость усилите

ля с параллельной

обратной связью будет

_1_

^Ьх.о-с

тг

(3.33)

Выходной ток четырехполюсника jb

можно определить из

равенства

1Р

(3 .34)

где

выходное

сопротивление

цели

Учитывая,

что Z « *

- j -

подставим

и Г - > к и

равенство (3 .34) и получим1

U<i~jkK)

V -

’Р

Подставляя

последнее

соотношение

в (3 .3 3 ),

получим выра

жаю е

_ J_ _

(3 .35)

г * * . , ,

2 » ~

z fi

Из соотношения ^3.35) следует, что входное сопротивле

ние усилителя

с параллельной

обратной

связью эквивалентно

	..	Т7? _
А		сопротивлению двух		параллель-
А		ных участков	и	1 -
^ ix .o .c . "*L	1 l	ных участков	и	1 -
^ ix .o .c . "*L
! ______о= r		фис. 3.12).
Рис .	3.12
§ З.б.	ВЛИЯНИЕ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ НА ВЫХОДНОЕ

С0ПР0ТйВЛЕНИг Рассмотрим влияние обратной связи на выходное сопротив

ление усилителя.

Изменение выходного сопротивления при введении обратной связи зависит от способа обратной связи, ее величины и Фазы. Схема подачи напряжения обратной связи на вход (последователь ная или параллельная) при этом значения не имеет, если не учитывать соотношения между входным сопротивлением усилителя и сопротивлением источника.

Будем полагать, что усилитель и цепь обратной связи обладают линейными свойствами. Всякий усилитель со стороны выхода можно рассматривать как генератор электрических коле баний усиливаемого сигнала-. Подобно любому источнику тока . усилитель характеризуется некоторым выходным или внутренним сопротивлением ^ g bl3j зависящим от схемы каскада, а также режима и типа работающих в нем усилительных элементов. Часто выходное сопротивление усилителя можно считать чисто актив ным.

В общем виде схема усилителя, охваченная последователь ной обратной связью комбинированного типа, т .е . содержащая одновременно как связь по току, так и связь по напряжению,

представлена на.рис. .3,13,

						- 173	-
где		Кхх		-	коэффициент усиления усилителя в режиме
					холостого хода, т .е при обрыве				нагрузки^
		2		--	выходное сопротивление усилителя;
		Z„	бы®.	-	высокоомный двигатель;
		Z„	7.	-	высокоомный двигатель;
		. а	н		з .д .с .		а
		Кх	х (74 -		з .д .с .	выходной цепи усилителя.
	Ради простоты рассмотрим раздельно два крайних случая:
связь по напряжению и току.
	Связь по напряжению. Для получения обратной связи толькф
этого	типа положим				= 0.
	Для упрощения вывода положим, что сопротивление источ
ника	Z H=0		и выходное сопротивление цепи обратной						Ьвязи
мало по		сравнению с			входным сопротивлением усилителя				,
а также		р -	цепь	не представляет			сколько-нибудь заметной
нагрузки для усилителя,т.е.
					V	»	i
				А	V	»	Т 6Ь,Ж*Ун
Для установления влияния обратной связи воспользуемся
методом холостого хода и короткого замыкания.
Выходное напряжение схемы при холостом ходе( Z									« м )
будет			.
			^Ifcix.x.x = ^ х х Ч .х .х ’
где		U	- входное напряжение усилителя					при холостом
		'•АЛ	ходе*
			ходе*
При коротком				замыкании		нагрузки ( 1 К=0)		з .д .с .	выход
ной цепи усилителя равна произведению входного напряжения
усилителя			при		2Н=0	на К х х • Тогда ток короткого
замыкания выходной цепи определится

к5

I бых.хз

'1ысс

Определяя выходное сопротивление схемы усилителя с уче том обратной связи ZgMac как отношение выходного напряжения холостого хода к выходному'току.короткого замыкания, получим

-174 -

и,биосх.х

	1Ьыас.О.С=							4 If3
		I	к . а					4 If3
		f e t ; x	к . а
Имея в виду соотношения			Ц т т =			^ 1 ) . „		a	U.		= и
			4.Х.Д				.рлд.		iK		Ъ
и исключая из последнего			равенства				U1KS		«	получим
		1бысс. о.С				’ бы®
		1бысс. о.С				f o	e				(3.36)
						fy.xx					(3.36)
						fy.xx
Пооледнее		выражение можно представить в						виде
		2				X.»
		2				ь ы с с .
		6ь,эс о с			4_jb.lt.						(3.37)
							XX				(3.37)
или п р	отрицательной обратной				связи, когда
		гг	_		.	? Ьызс
		"Бых о.с-		i ♦ JbKXX							(3.38)
				i ♦ JbKXX							(3.38)
Следовательно, отрицательная обратная связь по напряжению
уменьшает		выходное сопротивление усилителя,								охваченного об
ратной	связью, в 1+>К раз.
Нетрудно усмотреть из соотношения (3.37)										,	что при поло-,

житеиьной обратной связи по напряжению выходное сопротивлений усилителя увеличивается.

Отрицательная обратная свяЗь	по напряжению повышает с т а - ,
бильност^ выходного Напряжения усилителя.
С учетом выходного сопротивления источника сигнала
и входного сопротивления Z 6x	формула (3.36) прыет вид

Z6ых.О.С		U
	4 -	>х.х	И х
		и.	(5.39)
		1 . ХХ
Связь ПО ГОКУ	Для получения		связи только,по току

- 175	-
необходимо, чтобы Zj^-*- Z p 2 =<»		• в цепях упрощения иссле-
дования, как и раньше, примем,	что	гя-° ■ \|*и«1 » \Ы

Проделав операции, аналогичные операциям исследования связй по напряжению, получим

	= Z	„ _ <	i - ^ J £	- ) .	(ЗЛО )
'ёыЭС. О.С		’ быэеЛ	и.1.К.}
			и.1.К.}
При отрицательной обратной связи последнее выражение
можно представить в	виде
Z„	« Z -		и,		(3.41)
Z„	« Z -		( 1 * - Л * - 3 -		(3.41)
быас о.С	быосЛ		ц	)

* к.5

Таким образом, из получаемых выражений (3.40) и (3.41) видно, что при введении в усилитель положительной обратной связи по току его выходное сопротивление уменьшается; при отрицательной же обратной связи по току выходное сопротивле ние возрастает.

При отрицательной обратной связи по току растет стабиль+> ность выходного тока при изменениях нагрузки. Поэтому этот вид связи применяется в таких усилителях, в которых выходной! ток должен мало изменяться при значительных изменениях нагруз ки. Такие усилители чаще всего используются в выходных кас кадах.

§ 3.7. УСТОЙЧИВОСТЬ УСИЛИТЕЛЕЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Одним существенным недостатком усилителей с обратной связью является возможность возникновения паразитной гене рации, т .е . появления в усилителе собственных колебаний при отсутствии внешних сигналов на входе.

Из выражения (3 .4 ), определяющего коэффициент усиления
линейной системы в установившемся режиме,	следует, что при
положительной обратной овязи, когда jaK .= l	, коэффициент
усиления системы становится бесконечно большим, имеет место

.самовозбуждение усилителя.

				-	176	-
При	ji,K	,	превышающем		единицу,		также	обычно имеет
место самовозбуждение системы. При этом амплитуда собствен
ных колебаний на выходе нарастает						до тех пор, пока верхний
загиб амплитудной характеристики						не ^снизит-коэффициент				усиле-j-
ния системы		ft	настолько,-что Д К				станет равным единице.
После этого нарастание амплитуды собственных колебаний прек
ратится, и она примет стационарное значение. Независимо от
частоты, на которой возбудился усилитель, он становится не
пригодным для выполнения своего основного назначения.
Из сказанного следует, что условие самовозбуждения мок-,
но записать так:
		«Ра				и
Следует иметь в виду, что при							самовозбуждение
отсутствует лишь в o c o ta				случаях. Удобный критерий устойчи
вости системы с обратной связью сформулирован профессором
Найквистом. Сущность этого критерия следующая: если точка с
координатами ( 1; 0) лежит внутри годографа вектора jfeft										для
диапазона	частот		от 0до.	о»	,	то система		неустойчивая			;
(рис.3,146)5 если же точка (1;0)						лежит вне		указанного		го-	\|
дографа, тогда система устойчива						(ряс.3.14а).			Б первом	сиу-	:
чае существует			частота,	которой		соответствует			пересечение
годографа	с горизонтальной осью правее точки ( 1: 0).										\
( «р * 0} js>ft		>1	) , а следовательно,				выполняется условие
самовозбуждения.			Во втором случае не существует частоты,

для которой выполняется условие самовозбуждения.

Для практического построения диаграммы Найквиста можно ;

воспользоваться следующий! соображениями.
Величину петлевого усилении Д Й можно представить	в
виде	( 1 . 4 2
jbK . a < { ) * j ( , ( l ) .	( 1 . 4 2

Модуль в фазовый угод соответственно равны

	-	177 -
	\ & 0 ) - fea ( i >	;
<Ра	a r c i g 1 М )	(3.43).
	a < D

Задаваясь различшми частотами в пределах от 0 до о э ) можно определить для каждой заданной частоты модуль I p K / s n фазовый уголь гр& и по этим данным построить годограф.

Рис. 3.14

Приведем примеры практических схем усилителей с обрыв ной связью. На рис. 3.15 изображена схема усилителя о отри цательной обратной связью по напряжению (параллельная по вхор

ДУ)* Цепью обрв*ной. связи служат элементы ^							яСь . Если
<<: R 4+ &а , т0 т°к		в	цепи	R ~ R a		и	совпадает
по фазе с напряжением между точками				а ь	.	Следовательно ,и
напряжение между точками	а	6	находится		в фазе с		напряжени
ем между точками схб и	в	противофазе			с напряжением сигна
ла на входе схемы. *

- 178 -

» t

Коэффициент обратной связи для этой схемы

Иа рис. 3.16 изображена схема усилительного каскада с отрицательной обратной связью по току (последовательная по входу). Элементом обратной связи является . КоэффйциеHiтом обратной связи является в = — — .

Рис. 3.16

- 179 -

На рис-. 3.17 изображена схема со смешанной, обратной от рицательной связью. На этой схеме цепь обратной связи по на

пряжению образована элементами	^£>^2 и	Сь	’ а 0<^1!а1наг*
связь по току - сопротивлением	RK .	Р	■

'• КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что называется обратной связью в усилителе? 2. Какие' существуют виды обратных связей?

3. Чем отличается положительная обратная связь от отри

цательной?

4 . Какие преимущества и недостатки дает применение обрат ной связи в усилителях?

5.	Как влияют параллельная и последовательная обратные
связи	на входное сопротивление у силите ля?'
6. Как влияют обратные связи.-по току и напряжению на
выходное сопрог"'вление усилителя?
7.	Какое влияние°оказывает отрицательная обратная связь

на частотные и фазовые искажения?

8. Какое влияние оказывает обратная связь на.нелинейные искажения и помехи?

9. Какое влияние оказывает отрицательная обратная связь

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2618 19 20 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ