38. Усилитель низкой частоты

При выборе динамического режима работы транзистора. работающего в качестве усилителя малых сигналов низкой частоты, следует помнить, что:

1. Изменения переменных токов и напряжений должно происходить только в активной области не заходя в область насыщения и отсечки.

2. Динамический режим работы транзистора ограничен максимально допустимыми значениями:

а)I _{э макс.}-максимально допустимый ток эмиттера, определяемый мощностью эмиттерного перехода,

б)U_{к макс.} - максимально допустимое напряжение коллектора, определяемое напряжением пробоя,

в) P_{к. макс. доп.} - допустимая мощность рассеивания коллекторного перехода.

На рис. 4.7 показана область, за пределы которой не должна выходить рабочая точка при работе транзистора в качестве усилителя.

3. Если ставится условие работы без нелинейных искажений, т.е. условие точного воспроизведения на выходе транзистора формы сигнала, поданного на вход, то изменения переменных токов и напряжений должны происходить на участке выходной динамической характеристики, для которого изменения выходного тока прямо пропорциональны изменениям входного тока. Кроме того, т.к. нелинейные искажения в транзисторах в очень большой степени определяются нелинейностью входной динамической характеристики, необходимо, чтобы изменения переменных токов и напряжений лежали бы на прямолинейном участке входной динамической характеристики.

39. Обратные связи в усилителях.

Виды обратной связи

Обратную связь, существую­щую собственно в УП(усилит прибор) при y₁₂¹0 или h₁₂¹0 т. д., называют вну­тренней в отличие от внешней обратной связи, осуществляемой с помощью дополнительных элементов (резисторов, конденсаторов и т.д.) присоединяемых к УП. Для ПОС

U_вых=Ku₀U_вхå; U_вхå= U_вх +b_ocU_вых; b_oc-коэф обратн связи; Кuпос=U_вых/U_вх0=Ku₀/(1-b_ocKu₀)

Т.е. с введением в УУ ПОС увелич коэф усиления (увелич наклон передат хар-ки). Если b_oc=1/ Ku₀ то знаменатель обращается в 0, что соответствует коэф усиления=¥. При дальнейшем увелич b_oc, Кuпос становиться отрицат-ым, что означает получение на передат хар-ке участка с отрицат наклоном. Передат хар-ка при этом перестает быть однозначной.

Для ООС U_вых=Ku₀U_вхå; U_вхå= U_вх -b_ocU_вых; Кuоос=U_вых/U_вх0=Ku₀/(1+b_ocKu₀).

Введение ООС уменьш коэф усиления – это проявляется в уменьш наклона ее передат хар-ки.

Рис.2 ОС по напряжению

Рис.3. ОС по току

U_вхå=Uвх₀+Uoc

I_вхå=Iвх₀+Ioc

Влияние ОС на коэф усиления.

Кuоос=Ku₀/(1+b_ocKu₀) – глубина ОС. Пусть Ku₀ получил приращение D Ku₀. Разложив в ряд Тейлора уравнение для ООС получим: Кuоос=(dКuоос/dКuо)* D Ku₀, или

dКuо – относит изменение коэф усиления УУ без ООС; dКuоос – относ измен-е с введенной ООС.

Нестабильность Кuо УУ в ООС будет зависеть от нестабильности коэф передачи самой цепи ООС.

DКuоос=(dКuоос/dbоc)* Dboc

относит изменение Кuоос:

Знак – говорит о том, что увеличение boc ведет к снижению Кuоос. Используя (17) и (18) и считая исх систему линейной для суммарной нестабильности коэф передачи можно записать

Коэф передачи и относит изменение коэф передачи с ПОС всегда больше, чем у исходного УУ. При этом знак зависит от конкретного коэф передачи.

Влияние ОС на полосу пропускания

Введение ООС УУ всегда расширяет полосу усиливаемых частот. Пусть передат хар-ка УУ имеет вид W(P)= Кuо/(T1(P)+1).

Охватим УУ частотно-независ цепью ООС. Тогда передат ф-ия с ООС имеет вид

По определению полоса пропускания УУ определяется по уровню снижения коэф передачи в 1,41 раза, т.е. на 3дБ.

Для ПОС

. fпoc=fв(1-Кuboc)(22)

Частотную хар-ку можно получить смещением вверх горизонт участка ЛАЧХ на величину

20lg(1-Kuoboc),дБ.

Влияние ОС на искажения, вх и вых сопротивления.

Um₁ooc= Um₁/(1+Kuoboc). Т.е. любой сигнал, появляющийся на вых УУ вне зависимости от природы его возникновения будет уменьшен на величину глубины ОС.

Введение в УУ последовательной ООС в глубину раз увеличивает его входное сопротивления Zвхоос=Zвхо(1+Кuoboc); Введение ПОС увеличивает вх ток , что эквивалентно уменьшению входного сопротивления Zвхпос=Zвхо(1-Кuoboc);

Zвхоос=(Zвхо Zоос)/[Zвхо(1+Кuo)+Zooc];

Для парал ПОС Zвхоос=(Zвхо Zоос)/[Zвхо(1-Кuo)+Zooc];

Вых R УУ с ОС зависит только от способа снятия сигнала ОС и не зависит от того каким образом этот сигнал введен в его вх цепь.

Zвыхоос=Zвыхо/(1+Kuoboc); введение в УУ ООС по вых напряжению уменьш его вых сопротивление в глубину ООС раз. Любая ООС стремится поддержать неизменным значение того параметра , кот использовался для получения сигнала ОС. Для ПОС по Uвых получим

Zвыхпос=Zвыхо/(1+Kuoboc); вых сопротивление увеличивается до ¥ (при увеличении Kuo). При boc>1/ Kuo изменяется знак на “-“.

Для случая ООС по вых току

Zвыхоос=ZосKuoboc + Zвыхо. Т.е. цепь ООС по Iвых увеличивает Zвых. А для ПОС

Zвыхпос= Zвыхо – ZосKuoboc