Электротехника и Электроника ч. 2 Электроника Лектор Германович

Электротехника и Электроника ч. 2 Электроника Лектор Германович Олег Пантелеймонович Доктор технических наук, профессор

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Опадчий Ю. Ф. Аналоговая и цифровая электроника/ Ю. Ф. Опадчий, О. П. Глудкин, А. Н. Гуров. – М. : Горячая линия- Телеком, 2005. - 768 с. 2. Лачин В. И. Электроника/ В. И. Лачин, И. С. Савелов. – Ростов н/д : Феникс, 2007. – 703 с. 3. Арсеньев Г. Н. Электро-преобразовательные устройства РЭС / Г. Н. Арсеньев, И. В. Литовко – М. : Форум. Инфра- М, 2008. – 496 с.

Обратная связь в усилителях Определение Обратной связью называется канал связи, по которому часть энергии с выхода электронного устройства поступает на его вход. Разновидности обратной связи(ОС) § специально организуемые каналы связи, выполненные в виде электрической цепи и осуществляющие передачу энергии с выхода электронного устройства на его вход с целью изменения и регулирования характеристик и параметров электронного устройства; § паразитные, неустранимые каналы связи(ОС), оказывающие вредное воздействие на характеристики и параметры электронного устройства. Источниками паразитных ОС являются: барьерные и диффузионные ёмкости транзисторов, ёмкости монтажа, электромагнитные поля элементов электронных устройств.

Виды Обратной связи(ОС) /в усилительных устройствах/ А. По способу подключения цепи ОС к нагрузке на обратную связь по напряжению(рис. 1) а) б) Рис. 1 Структурные схемы усилителей, охваченных ОС по напряжению а) с последовательной ОС; б) с параллельной ОС

И обратную связь по току (рис. 2) а) б) Рис. 2 Структурные схемы усилителей, охваченных ОС по току а) с последовательной ОС; б) с параллельной ОС Б. По способу подключения цепи ОС ко входу • на последовательную ОС (рис. 1 а и рис 2 а) • на параллельную ОС (рис 1 б, рис 2 б)

Коэффициент усиления усилителя с ОС Пусть ОС- цепь обратной связи(рис 1 и 2); ZH - сопротивление нагрузки усилителя; ZOC - сопротивление, включённое последовательно с нагрузкой ZOC << ZH; UВХ - напряжение на входе усилителя; UВЫХ - напряжение на выходе усилителя; UOC - напряжение на выходе цепи ОС; UC – напряжение источника сигнала.

•

Расчёт коэффициента усиления по напряжению усилителя с ОС •

(1) •

Влияние обратной связи на качественные показатели и характеристики усилителя •

•

•

3. Полоса усиливаемых частот Введение отрицательной ОС - уменьшает коэффициент усиления; - расширяет полосу усиливаемых частот; - увеличивает величину верхней границы полосы усиливаемых частот(рис. 3). Введение положительной ОС - увеличивает коэффициент усиления; - сужает полосу усиливаемых частот; - уменьшает величину верхней границы полосы усиливаемых частот.

д. Б 80 60 40 20 Δf 0. 001 fв, 0. 01 Δf 0. 01 Рис. 3. Типовая зависимость коэффициента усиления напряжения от частоты при различной глубине отрицательной ОС для микросхемы 544 УД 2

4. Нелинейные искажения •

•

Влияние обратной связи на входное сопротивление усилителя •

Рис. 4 Структурная схема усилителя с цепью последовательной ОС

Выводы •

Параллельная ОС Рис. 5 Структурная схема усилителя с цепью параллельной ОС

•

Влияние обратной связи на выходное сопротивление усилителя Выходное сопротивление усилителя зависит только от способа подсоединения цепи ОС к выходу усилителя. Обратная связь по напряжению Рис. 6 Структурная схема усилителя с цепью ОС по напряжению

•

Обратная связь по току Рис. 7 Структурная схема усилителя с цепью ОС по току

•

Выводы 1. Введением ОС можно изменять основные параметры усилительного устройства как количественно, так и качественно; 2. выбором коэффициента передачи цепи ПОС можно добиться отрицательных значений входного и выходного сопротивлений усилителя; 3. Введение частотно-зависимых элементов в цепи ОС позволяет получить требуемое воздействие на характеристики и параметры усилителя в заданном диапазоне частот сигнала.

Применение обратной связи •

Отрицательная ОС- улучшает характеристики и параметры усилительных устройств и находит широкое применение на практике для - уменьшения нелинейных искажений; - увеличение входного и уменьшение выходного сопротивления усилительных устройств; - термостабилизации режима рабочей точки транзисторов; - коррекции амплитудно-частотных характеристик усилительных устройств и для других целей.

Эмиттерный повторитель Рис. 8 Принципиальная электрическая схема эмиттерного повторителя

•

Термостабилизация режима рабочей точки Рис. 9 Принципиальная электрическая схема усилительного каскада с ОЭ и эмиттерной термостабилизацией режима рабочей точки

•

•

2. Коллекторная термостабилизация Рис. 10 Принципиальная электрическая схема усилительного каскада с ОЭ и коллекторной термостабилизацией Термостабилизация положения рабочей точки осуществляется параллельной ООС по напряжению.

•

Коррекция амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) Коррекция формы АЧХ достигается применением в цепи ОС частотно-зависимых элементов. Рис. 11 АЧХ усилительного каскада с ОЭ: кривая 1 - без коррекции; кривая 2 - при наличии коррекции.

•

Рис. 12 Принципиальная схема усилительного каскада ОЭ с эмиттерной коррекцией