Влияние ос на показатели усилителя
В усилителях используется отрицательная обратная связь (ООС), которая повышает стабильность его работы и улучшает качественные показатели. Но достигается это за счет некоторой потери в усилении. Положительная ОС в усилителях не используется, так как она снижает качественные показатели и делает усилитель склонным к генерированию автоколебаний. Следует отметить, что генераторы сигналов строятся на базе усилителей, охваченных положительной ОС.
ООС расширяет частотный диапазон усилителя, рис.2.84.
Рис.2.84. Расширение частотного диапазона усилителя за счет ОС
Последовательная ОС.
Последовательная ОС не изменяет коэффициент усиления по току:
,
где
- коэффициент усиления по току усилителя,
охваченного ОС;
-
коэффициент усиления по току усилителя
без ОС.
Коэффициент усиления по напряжению уменьшается:
,
где А =1+
-
глубина ОС.
Коэффициент усиления по мощности:
,
где
- коэффициент усиления по мощности
усилителя без ОС;
-
коэффициент усиления усилителя
охваченного ОС.
Входное сопротивление
усилителя с ОС
больше чем без ОС
:
.
Параллельная ОС.
Параллельная ОС не изменяет коэффициент усиления по напряжению.
;
.
Входное сопротивление
уменьшается:
.
ОС по напряжению.
ОС по напряжению
уменьшает выходное сопротивление:
.
Чем меньше выходное сопротивление усилителя, тем меньше выходное напряжение зависит от сопротивления нагрузки. По этой причине выходное сопротивление стабилизаторов напряжения также стремятся сделать как можно меньше. Тогда изменение выходного тока (изменение сопротивления нагрузки) практически не сказывается на значении выходного напряжения.
Обратная связь по току.
ОС по току увеличивает
выходное сопротивление:
.
Чем больше выходное сопротивление усилителя, тем меньше выходной ток зависит от сопротивления нагрузки. Поэтому источники тока (устройства, предназначенные для поддержания заданного тока в нагрузке) также имеют большое по величине выходное сопротивление.
2.6.8. Двухтактные усилительные каскады
Двухтактные усилительные каскады используются в качестве выходных в усилителях мощности. Транзисторы работают в режиме В или АВ, что обеспечивает приемлемую экономичность. А требования повышенной экономичности как раз и предъявляются к выходным каскадам, формирующим мощный выходной сигнал.
На рис.2.85 приведена схема трансформаторного двухтактного усилительного каскада.
Рис. 2.85. Двухтактный трансформаторный каскад
Смещение транзисторов задается делителем напряжения (Rб1 и Rб2). Каждый из транзисторов усиливает свою полуволну входного сигнала (один закрыт, другой открыт). В первичной обмотке трансформатора Тр2 формируется выходной сигнал. Нагрузка гальванически изолирована от усилителя. А подбор соответствующего коэффициента трансформации позволяет получить в этой нагрузке максимальную мощность. Трансформатор Тр1 выполняет роль ращепителя фазы сигнала.
На рис. 2.86. показан бестрансформаторный каскад.
Рис. 2.86. Бестрансформаторный двухтактный усилительный каскад
Транзисторы работают в режиме эмиттерных повторителей – обеспечивают протекание требуемого тока в нагрузке. Источник питания ращепленный (двухполярный). Транзисторы имеют разную проводимость, но одинаковые параметры. Такие пары транзисторов называют комплементарными. Каждый транзистор также усиливает свою полуволну входного сигнала. Смещение транзисторов отсутствует. Из-за этого заметно проявляется искажение типа «ступенька», то есть искажение сигнала на околонулевых значениях Uвых.
На рис.2.87 представлен двухтактный усилительный каскад на транзисторах одинаковой проводимости.
Рис. 2.87. Двухтактный каскад на транзисторах одной проводимости
Усилитель имеет два входа и однополярный источник питания. Входные напряжения должны быть сформированы ращепителем фазы входного сигнала. В качестве такого устройства может использоваться не трансформатор, а обычный резисторный усилительный каскад по схеме общий эмиттер, рис.2.88.
Рис.2.88. Транзисторный ращепитель фазы