2.6.6. Усилительный каскад с оос

Рассмотрим в качестве примера широко применяемую местную ООС в каскаде, схема которого приведена на рис. 2.13. Для получения ООС в эмиттерную цепь включено сопротивление R_ос, на котором выделяется сигнал обратной связи U_ос. Сигнал U_ос находится во входной цепи и вычитается из входного сигнала U₁. Обозначения сигналов на рис. 2.13 соответствуют обозначениям, введенным на рис. 2.12,а. Заметим сразу, что использовать для обратной связи по переменному току резистор R_э обычно не удается, т.к. величина сопротивления R_э выбирается по критерию стабильности режима покоя, для обратной связи по переменному току оно оказывается слишком большим.

Рис. 2.13

Рис. 2.13

Рис. 2.14

Для определения параметров каскада с ООС воспользуемся равенством (2.100), для чего определим необходимые величины:

, (2.108)

,

где U_ос= i_э^.R_ос= ( + 1)^.i_^.R_ос = ^.i_^.R_ос; U₂ = ^.i_^.R_экв.

Глубина (фактор) обратной связи F:

.

Параметры каскада с ООС:

R_вхос = R_вхF = R_вх(1 + _UK_U) = R_вх + R_ос, (2.109)

, (2.110)

. (2.111)

При вычислении в качестве коэффициента прямой передачи использованы коэффициент усиления по напряжению K_U и коэффициент обратной связи по напряжению _U. Однако сигнал обратной связи U_ос пропорционален выходному току, значит, имеет место ООС по току. По входу ООС последовательная, т.е. это последовательная ООС по току, т.е. 3-й тип. В этом случае в качестве коэффициента прямой передачи рекомендуется брать крутизну прямой передачи S_п, а в качестве коэффициента обратной передачи – передаточное сопротивление _r. Использование S_п и _r дает тот же результат.

Докажем это:

, (2.112)

, (2.113)

где i₂ = ^.i_^.R_экв /R_н, U_ос = i_^.(1 + )^.R_ос = ^.i_^.R_ос, U_вх = i_^.R_вх.

Определим фактор обратной связи

F = 1+_r S_п = 1 + R_осR_нR_экв / R_эквR_нR_вх = 1 + R_ос/R_вх,

получаем тот же результат, т.е. _r S_п = _UK_U = T.

S_пос = S_п /F =  R_экв /R_нR_вх(1 + R_ос/R_вх) =  R_экв / R_нR_вх.ос. (2.114)

Сравнив K_Uос и S_пос, можно найти, что S_пос= K_Uос/R_н, что соответствует табл. 2.1.

Крутизна прямой передачи S_п на практике как параметр используется редко. Для вычисления же фактора F или петлевого усиления T можно использовать более привычный параметр K_U, как это и следует из рассмотренного примера.

2.6.7. Эмиттерный повторитель (каскад ок)

Эмиттерный повторитель (ЭП) используется для согласования низкоомной нагрузки (R_н мало) с высокоомным сопротивлением источника сигнала (R_г велико), т.к. имеет большое входное сопротивление и малое выходное сопротивление. Схема ЭП приведена на рис 2.14. Выходное напряжение U₂, снимаемое с эмиттера, почти повторяет по величине и фазе внешний сигнал U₁ (отсюда и название – ЭП). Эту схему можно получить из схемы ОЭ введением 100%-ной ООС 1-го типа. В этом случае ее удобно анализировать, используя свойства ООС. Но эту схему можно представить и как усилительный каскад ОК, в котором транзистор включен по схеме ОК, т.к. коллекторный выход транзистора по переменному току является общим электродом для входной и выходной цепи. В этом случае анализ схемы можно провести так же, как это было сделано для схемы ОЭ, т.е. составить эквивалентную схему каскада для переменных составляющих с учетом Т-образной схемы транзистора ОК. Этот метод использован в работах [1], [3], [4]. Разумеется, результаты должны быть одинаковы и в том, и в другом случае. Ниже приводится приближенный краткий анализ ЭП с учетом свойств ООС. За исходные данные берутся параметры схемы ОЭ: K_U0 из (2.53), R_вх из (2.45), R_экв из (2.54), K_i0 из (2.55), K_е0 из (2.59) и табл. 2.3.

Глубина обратной связи F:

, (2.115)

где _u = 1, K_U =  R_экв / R_вх, R_экв = R_э║R_н .