Резисторный каскад усиления в области средних частот

Обратимся к рис. 2.2. Коэффициент усиления тока (К_Т) каскада на биполярном транзисторе равен

, где

,

R_{вх.тр.сл} – входное сопротивление транзистора следующего каскада. Тогда

Коэффициент усиления напряжения равен

.

Заменив на и R_Г на внутреннее сопротивление в точке покоя из эквивалентной схемы на средних частотах, можно найти коэффициент усиления напряжения резисторного каскада с полевым транзистором

.

Учитывая, что , где S_Т.П – статическая крутизна характеристики анодного тока или тока стока полевого транзистора в точке покоя, запишем

.

В каскадах с полевыми транзисторами , поэтому последнее выражение можно переписать в виде

.

Влияние обратной связи на коэффициент усиления

Коэффициент усиления напряжения с обратной связью можно записать в виде

, (2.17)

где – коэффициент усиления напряжения усилителя без обратной связи;

- коэффициент передачи напряжения цепи обратной связи;

– коэффициент усиления напряжения усилителя с обратной связью.

Таким образом, введение обратной связи изменяет коэффициент усиления напряжения усилителя в раз. Это справедливо для всех способов снятия и всех способов введения обратной связи. При положительной обратной связи (пос) , тогда

.

Введение пос увеличивает коэффициент усиления в раз. При , как следует из (2.17), . При принимает отрицательное значение. Случаи βК = 1 и βК > 1 физически соответствуют режимам самовозбуждения усилителя. Он превращается в автогенератор незатухающих гармонических колебаний.

При и отрицательной обратной связи (оос) , тогда

. (2.18)

Введение оос уменьшает коэффициент усиления в раз. Это является недостатком усилителей с отрицательной обратной связью.

Из выражения (2.18) следует, что при (очень глубокая отрицательная обратная связь) , т.е. не зависит от коэффициента усиления напряжения усилителя без обратной связи и определяется лишь величиной коэффициента передачи напряжения цепи обратной связи.

Влияние обратной связи на нелинейные искажения, фон и помехи

Можно показать, что при (z_ист, z_вх – сопротивление источника сигналов и входное сопротивление усилителя соответственно) напряжение гармоник усилителя, охваченного последовательной обратной связью, принимает вид

,

К^*= U_вых/E_ист - сквозной коэффициент усиления напряжения.

Итак, введение обратной связи изменяет искажения, фон и помехи, возникающие в устройстве, охваченном ею, во столько же раз, во сколько раз изменяется сквозной коэффициент усиления его напряжения. Такой вывод справедлив для любого способа введения обратной связи.

При отрицательной обратной связи , поэтому

.

Таким образом, оос уменьшает нелинейные искажения, фон и помехи, возникающие в усилителе. Отрицательная обратная связь во столько же раз уменьшает коэффициент гармоник усилителя, т.е.

.

Снижение нелинейных искажений, фона и помех объясняет широкое применение отрицательной обратной связи в мощных усилителях, работающих в экономичном режиме «В», в усилителях многоканальной связи и других устройствах. Применение отрицательной обратной связи позволяет получить высокую линейность, малый уровень фона, большой динамический диапазон.