5.2 Правила определения значений исходных параметров усилительных трактов и петлевой передачи в схемах с обратной связью
При отсутствии цепи ОС параметры усилительного тракта называютсяисходными. На базе этих параметров осуществляется вычисление характеристик усилительного тракта с введениемОС.
Исходные параметрыусилительного тракта соответствуют схеме с оборванной петлейОС по определенным правилам. Т.е. разрыв петлиОСне должен нарушать режимов работы разделяемых в месте разрыва участков петлиОС. Для этого на выход блокаК5,6необходимо подключитьэквивалент выхода блокаII (Zэ’), а на выходы блокаIIподключить эквивалент входного сопротивления блокаК5,6(рис 5.5)
При таком разделении петли ОСисходными параметрамиусилительного тракта являются:
-
коэффициент усиления по напряжению.
-
коэффициент усиления по току.
Zвх -входное сопротивление.
Zвых -выходное сопротивление.
Петлевая передача (Т)должна определяться в соответствии со схемой (рис 5.6 а).
В
разрыв цепиОСк зажимам5а, 5а’подключается источник испытательного
сигнала(Ua). После этого определяется
разность потенциалов между зажимами5б - 5б’(Uб).
Тогда:
(5.1)
В общем случае величина Т зависит
отZс и Zн.
Для оценки степени влияния ОС на свойства
усилительного устройства достаточно
иметь крайние значения дляТ. Т.е. в
режиме короткого замыкания (
)
по входу и выходу и холостого хода (
)
по входу и выходу. При коротком замыканииТ(0),а при холстом
ходеТ().
Данные поТ дополняются
соответствующими индексами, которые
говорят о том, где на входе или выходе
был осуществлен режим короткого замыкания
и холостого хода. При определенииТ(0)
илиТ().
Например:
- короткое замыкание на входе.
-
холостой ход на входе.
- короткое замыкание на выходе.
-
холостой ход на выходе.
При ООСи отсутствии дополнительного набега фаз сигнала по петлеОСнапряжениеUбнаходиться в противофазе по отношению кUa , а приПОС.совпадает по фазе, аТ и F определяют вещественными числами.
Следует отметить, что ОСв основном являются не однонаправленными. Следовательно имеется прохождение сигнала с блокаI черезК56кII. Прохождение этого сигнала может обратно, соответствовать коэффициентам передачи:К1.6 , К6.5иК5.2.
Соответственно значения общих коэффициентов передачи К12U и К12iчерез рассматриваемую ветвь определяется соотношениями:
Эти
коэффициенты называются коэффициентами
пассивной передачи. Обычноk12u<<K12
, k12i<<K12iвлиянием передачи сигнала со входа на
выход усилительного тракта по цепиОСчасто пренебрегают.
5.3. Влияние обратной связи на параметры и характеристики усилительного тракта
При охвате усилительного тракта однопетлевой ОСосновные параметры и характеристики изменяются. Измененные параметры определяются соотношениями:
(5.2а), (5.2б).
(5.2в).
(5.2г).
где
- коэффициент усиления усилительного
тракта при разомкнутой петлеОС.
(рис. 5.5). Знак(+)ООС,
знак (-)ПОС.
В общем виде параметры в соотношениях
(5.2) являются комплексными величинами.
Пример.Пусть имеется схема (рис. 5.7а),
в которой используется инвертирующий усилитель со следующими параметрами:
К010 -коэффициент усиления по напряжению в режиме холостого хода (отсутствует нагрузка).
Rвх=2кОм- входное сопротивление;
Rвых=1кОм- выходное сопротивление;
Rн=1кОм.
Необходимо определить коэффициент передачи по напряжению с петлей ОС.
В рассматриваемом усилительном тракте
ООС,так как
одно изменение фазы сигнала (инверсия).
Мы знаем, что
;
найдем составляющие этого выражения.
Решение.
Преобразуем схему (рис 5.7а) в схему с разорванной петлей ОС(рис 5.7б)
В этой схеме:
При оборванной петле ОС коэффициент передачи:
К1,2=К1,3К3.,4К4,2;
где: К1,3 - определяет преобразованную схему (рис 5.7б);
, т.к.
=
=
K34=K0=10.
Коэффициент К42 определим составив эквивалентную схему:
Тогда:
Найдем коэффициент петлевой передачи:
Для нахождения К5а,3 имеем эквивалентную схему:
Тогда:
K3,4=10
K4,5б=K4,20,429.
Тогда T1,1(0)=0,333100,4291,43.
Найдем коэффициент передачи сигнала со входа усилителя на его выход по цепи ОС.
.
Тогда: k1,2=0,357(-0,2)=-0,07.
Теперь добавим данные в соотношение для K1,2 fи получим:
K1,2 f=1,53(1+1,43)+(-0,07)0,56.
Пример 2: В схеме (рис 5.7а) определитьZвх f.
Известно, что:
;Zвхсогласно эквивалентной схемы:
Тогда:
Т1,1’(0) -известно.
Найдем Т1,1’(): K5а,3()=Rвх(Rвх+R2)=2(2+2)=0,5.
Тогда:
Пример3. Для схемы (рис. 5.7а) определить значение выходного сопротивленияZвых. f при условии, чтоRc=1кОм.
Известно, что:
Согласно схемы (рис.5.7б), разорванная петля ОС, имеем:
T2,2(0)=0.
T2,2()=K5а,3()K3,4K4,5б();
;
K3,4=10.
Тогда:
