Влияние общей последовательной отрицательной обратной связи по напряжению на стабильность коэффициента усиления и фазовый сдвиг усилителя.
Содержание ответа:
Привести формулу KООС = K / (1 + K · γ), указать, что для анализа стабильности KООС необходимо её продифференцировать по двум переменным K и γ.
Вывести формулу dKООС / KООС, и привести результаты её анализа.
Рассмотреть на трёх примерах количественное влияние K, γ и φООС на стабильность (относительное изменение) KООС.
Материалы:
“2011-09-28 Лекции Мазитова по ЭЦиМ за 2010-2011г-1&2сем - АфанасьевСС.djvu”, сканы 63-65.
Литература:
“Гусев ВГ, Гусев ЮМ\Электроника, 1991.djvu”, стр. 229-230 – в расчётах ΔKООС / KООС обнаружена ошибка, там изменение в 0.2 %, а должно быть 0.1 % .
Сформулируйте условия самовозбуждения усилителей, каким образом оно связано с заведением обратных связей в усилителях?
Содержание ответа:
Анализ формулы KПОС = KРАЗ / (1 – KРАЗ · γПОС) на возможные значения усиления при Kγ < 1, Kγ = 1 и Kγ > 1.
Анализ физических процессов, протекающих в усилителе при Kγ ≥ 1.
Условие баланса фаз характеризует наличие в усилителе чисто положительной обратной связи, которая описывается равенством U1 = UВХ + UОС для мгновенных значений сигналов при полном отсутствии фазовых сдвигов между ними.
Данное равенство соблюдается, если на какой-либо частоте сигналы UВХ и UОС в усилителе являются синфазными, т. е. выполняется условие баланса фаз: φUВХ – φUОС = 0°± 2πn или, по-другому: φK + φγ = 0°± 2πn или, ещё короче: φKγ = 0°± 2πn . Итог: суммарный фазовый сдвиг напряжения, вносимый разомкнутой частью усилителя и звеном обратной связи должен быть равен 0°или 360°.
Если в усилителе, на какой-либо частоте выполняется условие баланса фаз, и, одновременно, величина петлевого усиления Kγ ≥ 1, то условия самовозбуждения выполняются. Граница потери устойчивости Kγ = 1 называется условием баланса амплитуд.
Обобщая, условия самовозбуждения усилителя, охваченного ПОС, формулируются так: 1) φKγ = 0 ; 2) Kγ ≥ 1 .
Поведение усилителя, когда условия самовозбуждения выполняются на одной-единственной частоте, в полосе частот, на постоянном токе (на нулевой частоте).
Материалы:
“2011-09-28 Лекции Мазитова по ЭЦиМ за 2010-2011г-1&2сем - АфанасьевСС.djvu”, сканы 69-70.
Литература:
“Забродин ЮС\Промышленная электроника, 1982.djvu”, стр. 168-169.
“Колонтаевский ЮФ\Лабораторный практикум по радиоэлектронике, 1989.djvu”, стр. 147 – условия самовозбуждения на одной-единственной частоте.
Гусев ВГ, Гусев ЮМ\Электроника, 1991.djvu”, стр. 228-229, стр. 233-237 – слишком сложное объяснение, которое, тем не менее, раскрывает суть взаимосвязанных понятий «самовозбуждение» и «устойчивость» усилителя.
Рассказать о влиянии оос на параметры и характеристики усилителей.
Содержание ответа:
Раскрыть влияние ООС на свойства усилителя напряжения (без деталей, в ответе достаточно уменьшает-увеличивает-улучшает): 1. На стабильность коэффициента усиления; 2. На фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением; 3. На нелинейные искажения и уровень собственных помех; 4. На полосу пропускания усилителя; 5. На входное и выходное сопротивление по переменному току (для последовательной ООС по напряжению).
Выводы: Рациональным подбором цепи ОС можно обеспечить необходимый коэффициент усиления и требуемую его стабильность, а также обеспечить нулевой или требуемый фазовый сдвиг выходного сигнала относительно входного. Но следует понимать, что все вышеперечисленные достоинства ООС приобретаются ценой снижения коэффициента усиления, причём весьма существенного!
Материалы:
“2011-09-28 Лекции Мазитова по ЭЦиМ за 2010-2011г-1&2сем - АфанасьевСС.djvu”, сканы 63-65.
Литература:
“Гусев ВГ, Гусев ЮМ\Электроника, 1991.djvu”, стр. 229 – 6 абзац, стр. 230 – 4 и 6 абзац, выводы в 7 абзаце, стр. 232 – 5 абзац, стр. 233 – 1 абзац, стр. 236 – последний абзац, стр. 237 – 2 абзац, стр. 238 – 2 абзац.