8.2 Влияние обратной связи на основные параметры усилителя

Рассмотрим влияние обратных связей на основные параметры усилителя:

Влияние обратной связи на величину коэффициента усиления усилителя.

Определим коэффициент усиления усилителя с обратной связью через коэффициент усиления усилителя без обратной связи и коэффициент передачи звена обратной связи . Выходное напряжение усилителя

(см. рис. 6.1).

Соответственно напряжение на выходе звена ОС будет равно . Следовательно, можно записать для случая положительной ОС:

.

Отсюда следует, что выходное напряжение усилителя с учетом ОС:

.

Разделив последнее выражение на , получим коэффициент усиления усилителя с учетом ОС:

.

Из полученного выражения определяется коэффициент усиления усилителя с ОС:

,

где — фактор обратной связи.

Для отрицательной ОС фактор обратной связи будет , с учетом этого можно сделать вывод, что отрицательная ОС уменьшает коэффициент усиления усилителя, т.к. >1.

Следовательно, отрицательная ОС уменьшает коэффициент усиления усилителя в раз, положительная — увеличивает.

Влияние обратной связи на нелинейные искажения усилителей.

Нелинейные искажения, как правило, возникают в оконечных и предоконечных каскадах усилителей и по природе их возникновения их можно рассматривать как собственные шумы каскада. Следовательно, можно утверждать, что для отрицательной ОС

,

где _ и  — нелинейные искажения усилителя (каскада) с обратной связью и без обратной связи соответственно. Значит, применение отрицательной обратной связи позволяет также существенно уменьшить нелинейные искажения усилителей. Это особенно существенно для усилителей мощности, где уровень искажений довольно велик.

8.4 Практические схемы усилительных каскадов с обратными связями

Как было указано выше, наилучшим вариантом схем каскадов усилителей с ОС являются схемы с отрицательной ОС по напряжению со сложением напряжений. Вариант такого каскада приведен на рис. 6.11.

Рисунок 8.11 — Принципиальная схема усилителя с отрицательной ОС по напряжению со сложением напряжений

Для данной схемы коэффициент передачи звена обратной связи  будет определяться коэффициентом ослабления делителя, выполненного на резисторах R₁ и R₂.

.

При определении величины сопротивлений этих резисторов задаются одним из них (например, R₁ можно принять большим, чем R_Н) и. зная требуемый коэффициент обратной связи , определяют величину второго сопротивления. По известным значениям , R_Вх, R_Вых усилителя и в соответствии с теорией ОС можно рассчитать все характеристики и параметры усилителя с обратной связью.

Однако эта схема имеет низкую помехоустойчивость, что является ее основным недостатком. Это обусловлено тем, что источник входного сигнала не подключен к общей шине усилителя. Поэтому на практике большее распространение получила схема, приведенная на рис. 8.12. Коэффициент передачи звена обратной связи для данной схемы будет определятся отношением:

;

где .

Это следует из анализа линейной электрической модели усилителя в области средних частот. Данная схема обладает повышенной помехоустойчивостью, по сравнению с предыдущей. Однако, за счет использования ОС по току, она имеет более высокое выходное сопротивление. Аналогично предыдущей схеме, зная параметры усилителя без обратной связи и коэффициент передачи звена обратной связи , можно рассчитать все характеристики и параметры усилителя.

Рисунок 8.12 — Принципиальная схема усилителя с отрицательной ОС по току со сложением напряжений