Отрицательная обратная связь

April 22, 2010 by admin Комментировать »

В схемах с отрицательной обратной связью часть усиленно­го входного сигнала подается обратно во входную цепь усили­теля. Сигнал обратной связи находится в противофазе с вход­ным сигналом. Преимущества схем с отрицательной обратной связью заключаются в уменьшении частотных искажений, рас­ширении полосы пропускания, лучшей стабильности схем, а иногда и в ослаблении шумов. Отрицательная обратная связь понижает усиление сигнала, однако этот недостаток часто ока­зывается несущественным по сравнению с отмеченными досто­инствами.

clip_image002

Рис. 1.11. Цепи обратной связи по току.

На рис. 1.10 показаны типичные цепи отрицательной обрат­ной связи по напряжению. В схеме на рис. 11.10, а сигнал обрат­ной связи снимается с выхода усилителя и подается в цепь эмиттера входного усилителя. Глубина обратной связи регулируется величинами резисторов и конденсаторов в цепи обрат­ной связи. Сигнал обратной связи, выделяемый на резисторе в цепи эмиттера (500 Ом) входного каскада, вычитается из вход­ного сигнала. Таким образом при положительной полуволне входного сигнала в цепи коллектора появится отрицательная полуволна определенной амплитуды; при этом сигнал обратной связи, который меняет прямое смещение между базой и эмитте­ром, будет уменьшать амплитуду этой отрицательной полуволны. Аналогично для отрицательной полуволны входного сиг­нала положительная полуволна, появляющаяся в цепи коллек­тора, меньше той, которая была бы без обратной связи. (Необ­ходимо помнить, что сигнал, приложенный к базе, и усиленный сигнал в цепи коллектора изменяются в противофазе.)

Конденсатор емкостью 30 мкФ, включенный последователь­но в цепь обратной связи, не пропускает постоянной составляю­щей с выхода выходного усилителя на резистор 500 Ом в цепи входного усилителя. Сопротивление 9 кОм и шунтирующая его емкость определяют глубину обратной связи.

При использовании полевых транзисторов (которые имеют более высокое входное сопротивление, чем биполярные) исполь­зуются элементы другой величины. На рис. 1.10,6 показана схе­ма подключения цепи обратной связи к резистору в цепи исто­ка ПТ. Здесь часть напряжения со вторичной обмотки выходно­го трансформатора поступает на резистор в цепи истока ПТ предыдущего каскада. Если знак обратной связи отличается от требуемого (отрицательного), то его можно изменить, поменяв местами выводы вторичной обмотки трансформатора.

Амплитуда напряжения обратной связи регулируется вели­чиной резистора, последовательно включаемого в цепь обрат­ной связи. На глубину обратной связи влияет также величина резистора в цепи истока. Иногда обходятся без разделительного конденсатора в цепи обратной связи, хотя он предотвращает шунтирование резистора в цепи истока по постоянному току ма­лым сопротивлением вторичной обмотки выходного трансфор­матора.

Так как напряжение обратной связи и напряжение входного сигнала находятся в противофазе, то они вычитаются и проис­ходит ослабление выходного сигнала пропорционально величине напряжения обратной связи. Заметим, что в сигнале обратной

Связи могут содержаться составляющие, искажающие основной сигнал. Эти составляющие поступают на вход усилителя, усили­ваются и вновь появляются на выходе, но уже в противофазе с исходными. В результате происходит ослабление искажений сигнала, величина которого определяется глубиной обратной связи. (Дополнительные сведения об обратной связи приводят­ся в разд. 2.2.)

На рис. 1.11 показан другой тип схем с отрицательной об­ратной связью. В схеме на рис. 1.11, а для получения отрица­тельной обратной связи по току исключен конденсатор, кото­рым обычно шунтируют резистор R2 в цепи эмиттера. В резуль­тате устанавливается отрицательная обратная связь, при ко­торой напряжение обратной связи пропорционально току сигна­ла, протекающему через R2. Поскольку здесь используется транзистор р — n — р-типа, для создания прямого смещения не­обходимо, чтобы эмиттер был положительным относительно базы. Для получения обратного смещения коллекторного пере­хода на коллектор подается отрицательное напряжение. В ре­зультате ток, протекающий по резистору в цепи эмиттера, со­здает падение напряжения указанной на рисунке полярности. Поскольку это падение напряжения на резисторе сопротивлени­ем 330 Ом устанавливает потенциал эмиттера отрицательным: относительно потенциала базы, имеет место отрицательная об­ратная связь. Входной сигнал вызывает появление напряже­ния на резисторе R2. Такой резистор улучшает также темпера­турную стабильность каскада, так как препятствует возраста­нию тока транзистора с температурой. В сочетании с охлаж­дающими радиаторами, которые используются в мощных тран­зисторах, резистор R2 способствует ослаблению температурных эффектов, в результате чего опасность температурного дрейфа снижается.

На рис. 11.11,6 приведена аналогичная схема на транзисто­ре n — р — n-типа. Как и в предыдущем случае, падение напря­жения на резисторе в цепи эмиттера оказывает действие, про­тивоположное прямому смещению (прямое смещение в тран­зисторе n — р — n-типа имеет место, когда потенциал эмиттера отрицателен относительно потенциала базы).

Схемы, изображенные на рис. 1.11, а и б, имеют лучшие ча­стотные характеристики по сравнению с характеристиками схем, в которых резистор R2 зашунтирован конденсатором. Ре­активное сопротивление конденсатора, шунтирующего резистор Rz, возрастает на низких частотах, поэтому низкие частоты усиливаются меньше высоких. Это происходит вследствие того, что при большой величине реактивного сопротивления конден­сатора возрастает падение напряжения на R2 и уменьшается усиление. Если шунтирующий конденсатор исключить, то общее усиление каскада понизится, зато уменьшатся вредные эф-фекты, связанные с действием указанного элемента. Этой воз­можностью часто пользуются в видеоусилителях, где сигналы имеют широкий спектр, а также в других усилителях, для ко­торых уменьшение усиления не является существенным.

В схеме, изображенной на рис. 1.11, в, напряжение сигнала падает на резисторе R2, так как он не зашунтирован конденса­тором. Резистор R1 включен параллельно с конденсатором С2, поэтому на R1 выделяется только постоянная составляющая, величина которой зависит от тока коллектора. Только резистор R2 создает отрицательную обратную связь по току, а последо­вательно соединенные резисторы R1 и R2 влияют на темпера­турную стабильность схемы благодаря изменению смещения при изменении температуры.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты