Электроникаирадиотехника / Билет16

Билет №16

16.Обратная связь в усилителях.

Обратной связью в усилители или в отдельно взятом усилительном каскаде называется такая связь между входом и выходом, при которой часть энергии усиленного сигнала с выхода передается на вход. По способу своего возникновения обратная связь может быть внутренней, паразитной и искусственной. Внутренняя обратная связь возникает за счет внутренних свойств элементов схемы. Паразитная обратная связь возникает за счет паразитных емкостей и индуктивностей. В первую очередь стараются внутреннюю паразитную обратную связь как можно сильнее уменьшить. Искусственная обратная связь вводится специально для улучшения характеристик усилителя. По признаку усиления различают положительную и отрицательную обратную связь. При положительной обратной связи сигнал на вход усилителя через обратную связь поступает в фазе с входным сигналом. При отрицательной, сигнал, проходя через цепь обратной связи, будет подаваться в противофазе с входным сигналом. В зависимости от того, каким образом цепь обратной связи подключается к выходу усилителя, различают параллельную и последовательную обратные связи.  При последовательной обратной связи сигнал напряжения обратной связи подается на вход последовательно с входным напряжением.  При параллельной обратной связи выход звена обратной связи подключается параллельно входу усилителя, и выходной ток звена обратной связи суммируется с входным током усилителя.  Если усилитель и в том числе звено обратной связи содержат только активные элементы, то считается, что обратная связь частотно-независимая. Наличие реактивных элементов в звене обратной связи делает коэффициент передачи усилителя комплексным, и обратная связь становится частотно-зависимой. 

40. ТТл-схемы

На рис. 6 приведена базовая схема из серии 7400. Входным элементом является многоэмиттерный транзистор, который на первый взгляд усложняет ТТЛ - схему, однако если представить эмиттеры с общей базой в виде нескольких диодов и переход коллектор - база в виде диода, то схема становится более удобной и простой для понимания (рис. 6, б). Отсюда сразу же видна взаимосвязь между ТТЛ- и ДТЛ - схемами.

C B A F L L L H L L H H L H L H L H H H H L L H H L H H H H L H H H H L

Рисунок 6. ТТЛ-схема И-НЕ с каскадным выходом. а - схема И-НЕ с многоэмиттерным входом; б - диодный эквивалент входной цепи .Если эмиттерные входы связаны с логическими выходами (предшествующих схем), которые обеспечивают высокий уровень (т. е. напряжение 3,3 В и выше), то диоды база - эмиттер окажутся запертыми и транзистор T2 будет управляться через R1. За счет контактной разности потенциалов на диодных переходах база - эмиттер транзисторов T2 и T4 и база - коллектор транзистора T1, база T1 будет находиться под напряжением 2,2 В по отношению к земле. При напряжении на эмиттерах 3,3 В и выше происходит запирание диодов база - эмиттер транзистора T1. При этом транзистор Т2 управляется через диод база-коллектор T1 и R1. Транзистор Т2 управляется в насыщенном режиме. В результате T4 также управляется по базе, а T3 запирается. Выходное напряжение этой ТТЛ-схемы при полностью проводящем T4 и запертом T3 составляет -0,2 В, и этот уровень мы определяем как логический низкий уровень. Итак, когда на все входы подано напряжение высокого уровня (А, В и С находятся под напряжением +3,3 В и выше), на выходе схемы появится напряжение низкого уровня. И наоборот, если мы соединим один из входов, например А, с L-выходом какой-то другой схемы (напряжение 0,2В), то диод база - эмиттер на входе А станет проводящим. Так как при этом база T1 находится под напряжением 2,2В, а эмиттер -под напряжением 0,2 В, то соответствующий входной диод включится в прямом направлении. Входное напряжение понизит напряжение на базе T1 до уровня ~ 0,9 В, т. е. T2 и T4 станут неуправляемыми. Оба транзистора запираются, и напряжение на коллекторе T2 повышается. Транзистор T3 становится проводящим, и выходное напряжение повышается до ~ 3,3В. Таким образом, на выходе этой ТТЛ-схемы появляется напряжение высокого уровня. То же происходит и с другими эмиттерными входами. Итак, если на один или несколько входов одновременно подается напряжение низкого уровня, на выходе схемы появляется напряжение высокого уровня. Таким образом, эта схема оказывается схемой И-НЕ для высоких уровней и ИЛИ-НЕ -для низких уровней. Таблица истинности для этой схемы нам уже известна. Преимущество применения многоэмиттерного входа по сравнению с однодиодным входом (как в случае ДТЛ-схем) заключается в том, что в случае входных сигналов низкого уровня входной элемент работает как транзистор. Напряжение на коллекторе транзистора T1 в момент подачи сигнала на вход приблизительно равно 2,2В, а напряжение на эмиттере - около +0,2 В относительно земли. Его база, связанная через R1 с UB, в нормальном режиме имеет положительный потенциал по отношению к эмиттеру. Заряд, возникающий при этом из-за эффекта накопления в базе транзистора T2, быстро рассасывается через транзистор T1, что существенно влияет на скорость переключения всей ТТЛ-схемы в целом. Оконечный элемент этой схемы, работающий в двухтактном режиме, называется в специальной литературе каскадным выходом. Достоинство его применения заключается в том, что рассматриваемая схема быстро переключается как на низкий, так и на высокий уровень. Сигналы каскадного выхода имеют хорошие передние и задние фронты (т. е. короткие времена нарастания и спада выходного сигнала). Его недостатком является то, что при реализации функции ИЛИ выходы этой схемы не удается переключать одновременно. Приходится снова применять функцию МОНТАЖНОЕ ИЛИ. Для этого в составе серии 7400 имеется специальная схема с ТТЛ-структурой, но без оконечного элемента типа каскадного выхода. Она имеет открытый коллектор, к которому можно присоединить снаружи соответствующий коллекторный резистор или же внешний транзистор для управления мощными схемами. ТТЛ-схема И-НЕ с открытым коллектором приведена на рис. 7.