2.2. Влияние обратной связи на коэффициент усиления и коэффициент гармоник

При всех способах снятия и ввода обратной связи коэффициент усиления усилителя с отрицательной и положительной обратной связью определяют из соотношений

;

,

где K^*_ООС и K^*_ПОС — коэффициент усиления усилителя охваченного отрицательной и положительной ОС;

K^* — коэффициент усиления усилителя без ОС;

β — коэффициент передачи цепи обратной связи.

Видно, что ООС снижает коэффициент усиления устройства.

Положительная обратная связь увеличивает коэффициент усиления усилителя. Если при этом ^* = 1 , то коэффициент усиления становится бесконечно большим, что физически соответствует самовозбуждению усилителя.

Частотнонезависимая ООС, уменьшая усиление устройства, уменьшает его частотные искажения и расширяет полосу пропускания

,

где М_ООС и М — коэффициенты частотных искажений усилителя охваченного ООС и без ОС.

При введении частотнозависимой ОС коэффициент передачи цепи ОС  изменяет свою величину в рабочей полосе частот. При этом АХЧ усилителя приобретает подъемы и спады. Частотнозависимую ОС используют для корректирования характеристик в области нижних, средних и верхних частот, в регуляторах тембра, для конструирования частотноизбирательных усилителей и т. д.

Введение ООС в усилитель, обладающий нелинейной амплитудной характеристикой, линеаризирует ее. Следствием этого является то, что при одном и том же уровне выходного напряжения коэффициент гармоник усилителя, охваченного ООС, оказывается меньше, чем коэффициент гармоник усилителя без обратной связи

,

где К_{Г ООС} и К_Г — коэффициенты гармоник усилителя охваченного ООС и без ОС.

Коэффициент усиления усилительного каскада и положение его точки покоя изменяются под воздействием различных дестабилизирующих факторов. Введение ООС по переменной составляющей уменьшает нестабильность усиления усилителя во столько же раз, во сколько она уменьшает его сквозной коэффициент усиления. Это позволяет создавать высокостабильные усилители, находящие применение в измерительной технике, системах многоканальной связи и т. д.

Введение ООС по постоянной составляющей повышает стабильность положения точки покоя

,

где dq_ooc — нестабильность сквозного коэффициента усиления (положения точки покоя) усилителя охваченного ООС;

dq — нестабильность усилителя без ООС.

2.3. Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления

Введение обратной связи изменяет как входное, так и выходное сопротивления усилителя, который она охватывает. Характер изменения входного сопротивления определяется способом введения обратной связи во входную цепь усилителя и не зависит от способа ее снятия с цепи выхода. Характер изменения выходного сопротивления определяется способом снятия напряжения обратной связи с выходной цепи и не зависит от способа ее введения во входную цепь.

Входное сопротивление усилителя при последовательной по способу ввода положительной и отрицательной обратной связи:

;

Z_вх.ООС = Z_вх1 + ) ,

где Z_вхПОС и Z_вхООС — полное входное сопротивление усилителя охваченного, соответственно, положительной и отрицательной обратной связью;

Z_вх — полное входное сопротивление усилителя без ОС.

Последовательная отрицательная обратная связь увеличивает входное сопротивление той части устройства, которую она охватывает. Если входное сопротивление имеет активную и емкостную составляющие, то последовательная ООС, увеличивая полное входное сопротивление, увеличивает активную составляющую входного сопротивления и уменьшает входную емкость:

R_вх.ООС = R_вх1 + ) ;

С_вх.ООС = С_вх / 1 + ) .

Входная проводимость усилителя при параллельной отрицательной обратной связи определяется следующим выражением

Y_вх.ООС = Y_вх + Y_ОС1 + ) ,

где Y_вхООС — входная проводимость усилителя охваченного ООС;

Y_вх — входная проводимость усилителя без ОС;

Y_ОС — проводимость в цепи обратной связи.

Соответственно входное сопротивление

.

П

ри параллельной отрицательной обратной связи входная цепь усилителя шунтируется уменьшенным в (1 + К) раз сопротивлением обратной связи, что уменьшает входное сопротивление той части усилителя, которая охвачена ОС.

При параллельной ПОС входная проводимость определяется соотношением

Y_вх.ПОС = Y_вх + Y_ос1 – ) .

Откуда видно, что параллельная ПОС при К > 1 уменьшает входную проводимость и соответственно увеличивает входное сопротивление.

Отрицательная обратная связь по напряжению уменьшает выходное сопротивление устройства

.

Отрицательная обратная связь по току увеличивает выходное сопротивление устройства

.

Таким образом, использование отрицательной обратной связи в зависимости от способа ее ввода или снятия позволяет изменить как входное, так и выходное сопротивление устройства в нужную сторону.