2. Разновидности отрицательных обратных связей и анализ их влияния

Для упрощения изложения принимаем условие, что цепь прямой передачи и цепь обратной связи характери­зуются вещественными коэффициентами и что все токи и напряжения описываются вещественными действующи­ми значениями.

Обратимся к обратной связи по напряжению. Она пре­пятствует изменению выходного напряжения при измене­нии сопротивления нагрузки. Это означает, что введение отрицательной обратной связи по напряжению уменьша­ет выходное сопротивление усилителя. Этот же вывод был сделан выше на основе полученного математического вы­ражения для выходного сопротивления. Можно показать, что характер изменения выходного сопротивления не за­висит от того, является связь параллельной или последо­вательной.

Обратимся к обратной связи по току. Она препятству­ет изменению выходного тока при изменении сопротив­ления нагрузки. Это означает, что введение отрицательной обратной связи по току увеличивает выходное сопротив­ление. При этом характер изменения выходного сопротив­ления также не зависит от того, является ли связь парал­лельной или последовательной.

Подобные рассуждения (и соответствующие математи­ческие выражения) показывают, что параллельная обрат­ная связь уменьшает входное сопротивление усилителя, охваченного ею, а последовательная увеличивает (что под­тверждает полученное выше математическое выражение). Характер изменения входного сопротивления не зависит от того, является ли обратная связь связью по току или по напряжению.

Обратимся к структурной схеме усилителя с отрица­тельной последовательной обратной связью по напряже­нию и к полученному выражению

Если окажется, что на некоторой частоте аргумент φ комплексной величины окажется равен , то это будет означать, что напряжение обратной связи и_ос по фазе совпадает с напряжением и_вх1 и напряжением и_вх2. В этом случае окажется, что обратная связь станет положитель­ной. Если к тому же окажется, что на рассматриваемой частоте выполняется условие

,

то это будет оз­начать, что сигнал, проходящий последовательно через цепь прямой передачи и цепь обратной связи, усиливает­ся. При этом и в случае нулевого напряжения и_вх1 напря­жения u_ex2, и_вых, и_ос окажутся ненулевыми, т.е. усилитель по существу превратится в генератор. Это явление назы­вают самовозбуждением усилителя.

Для предотвращения самовозбуждения необходимо предпринимать меры (например, осуществлять частотную коррекцию усилителя, играющего роль цепи прямой передачи), обеспечивающие выполнение одного из следующих, по сути равноценных, условий:

На практике обычно пользуются вторым условием.

Угол α, определяемый выражением α = π — φ, называ­ют запасом устойчивости по фазе.

Запас устойчивости по фазе должен быть не менее 30...60 или даже 65 градусов.