andrey

Путь к Файлу: /Разное / Аналоги / Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   1
Пользователь:   andrey
Добавлен:   31.01.2015
Размер:   255.0 КБ
СКАЧАТЬ

ЛЕКЦІЯ №8

 

ТЕМА 2. Зворотні зв’язки в підсилювачах

 

ТЕМА ЛЕКЦІЇ 8.   Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

 

Мета: вивчення впливу послідовного  ЗЗ за напругою на характеристики підсилювачів

Література: [1] с.143-152.

Питання заняття та розподіл часу:

1. Призначення і види ЗЗ у підсилювачах (45 хв.)

2. Підсилювачі із послідовним ЗЗ за напругою (45 хв.)


 

1. Призначення та види зворотних зв’язків у підсилювачах

 

Зворотний зв’язок (ЗЗ) – це такий зв’язок між виходом та входом підсилювача, за яким частина енергії вихідного сигналу передається на вхід підсилювача. Спрощена структурна схема підсилювача з ЗЗ зображена на рис. 2.1, а.

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


На рис. 2.1, а позначено: K(jω) - комплексна передаточна характеристика одного або декількох каскадів підсилювача без ЗЗ; bзз(jω) - комплексна передаточна характеристика пасивного або активного кола ЗЗ.

Зворотні зв’язки призначені для зміни або стабілізації параметрів (Кu, Ке, Кі, Rвх, Rвих, Д, Кг, ωв, ωн) та характеристик (АЧХ, ФЧХ, перехідна характеристика, амплітудна характеристика) підсилювачів.

Існує декілька критеріїв класифікації ЗЗ [25]. В залежності від засобу з’єднання виходу підсилювача та входу кола ЗЗ розрізняють підсилювачі з ЗЗ за напругою (рис. 2.1, б) та підсилювачі з ЗЗ за струмом (рис. 2.1, в). При ЗЗ за напругою вихідна напруга кола ЗЗ (Uзз) пропорційна вихідній напрузі підсилювача (Uзз = bзз ∙ Uвих), а при ЗЗ за струмом вихідна напруга кола ЗЗ пропорційна вихідному струму підсилювача (Uзз = bзз ∙ Z∙ Jвих, де Z - вхідний опір кола ЗЗ, рис. 2,1, в). В складних схемах підсилювачів вид ЗЗ часто визначають за допомогою режимів холостого ходу та короткого замикання на виході підсилювача. Якщо в режимі холостого ходу (Zн ® ¥) ЗЗ не зникає, то це ЗЗ за напругою, в противному разі це ЗЗ за струмом. Якщо в режимі короткого замикання (Zн = 0) ЗЗ не зникає, то це ЗЗ за струмом, в противному разі це ЗЗ за напругою.

В залежності від засобу з’єднання входу підсилювача та виходу кола ЗЗ розрізняють також 2 види ЗЗ: послідовний ЗЗ  (рис. 2.2, а)  та  паралельний   ЗЗ (рис. 2.2, б).

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


При послідовному ЗЗ вихід кола ЗЗ та вхід підсилювача з’єднані послідовно, тому вхідна напруга (Uвх ) підсилювача є алгебраїчною сумою напруги джерела вхідного сигналу(Uвх зз) та вихідної напруги кола ЗЗ, тобто

Uвх = Uвх зз+Uзз.

(2.1)

При паралельному ЗЗ (рис. 2.2, б) вихід кола ЗЗ та вхід підсилювача з’єднані паралельно, тому вхідний струм Jвх підсилювача є алгебраїчною сумою струму джерела вхідного сигналу Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюта вихідного струму Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою кола ЗЗ, тобто

Jвх=Jвх зз+Jзз.

(2.2)

В підсилювачах можуть бути застосовані також різноманітні комбіновані ЗЗ: послідовно-паралельні, за струмом та напругою, але завдяки лінійності підсилювача аналіз впливу цих ЗЗ на параметри й характеристики підсилювача проводиться окремо по кожному з вищеназваних 4 основних видів ЗЗ.

У загальному випадку ЗЗ є комплексним, бо зсув фаз j вхідного сигналу після послідовного проходження ним через підсилювач та коло ЗЗ, як правило, змінюється в залежності від частоти.

Δj (ω) = j (ω) + jβ(ω),

(2.3)

де j (ω) , jβ(ω) - фазові зсуви сигналу в підсилювачі без ЗЗ та в колі ЗЗ відповідно.

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюНа рис. 2.3 як приклад показані дві векторні діаграми сигналів на вході підсилювача з послідовним негативним ЗЗ (рис. 2.3, а) та з послідовним позитивним ЗЗ (рис. 2.3, б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Як бачимо з рис. 2.3, а в результаті сумування (2.1) вхідний сигнал підсилювача стає меншим, ніж сигнал джерела вхідного сигналу (Uвх < Uвх зз). Такий ЗЗ називають негативним, бо вихідна напруга або вихідний струм підсилювача з ЗЗ будуть менші, ніж у підсилювача без ЗЗ. Позитивним ЗЗ називають такий, за якого в рівняннях 2.1, 2.2 Uвх > Uвх зз (рис. 2.3, б) або Jвх > Jвх зз, отже Uвих або Jвих у підсилювача з позитивним ЗЗ більші, ніж у підсилювача без ЗЗ. Іншими словами, позитивний ЗЗ збільшує коефіцієнт підсилення, а негативний - зменшує.

Зворотний зв’язок може існувати лише для постійних складових струму та напруги, або лише для змінних складових струму та напруги, або для всього підсилюваного сигналу. Це також треба вказувати при назві виду ЗЗ.

Крім того, ЗЗ може бути частотно-незалежним, тоді bзз(j) = const, або може існувати лише у визначеному діапазоні частот. Завдяки залежності фазових зсувів  та  від частоти один і той же ЗЗ може бути негативним в одному діапазоні частот та позитивним  в іншому діапазоні частот. Нарешті, ЗЗ може бути місцевим, коли він охоплює лише один каскад, або загальним, коли він охоплює весь багатокаскадний підсилювач.

Практично всі схеми підсилювачів мають який-небудь ЗЗ. Прикладом використання ЗЗ є вищерозглянуті засоби стабілізації режиму роботи та параметрів підсилювачів (підрозд. 1.6), а також засоби корекції їх частотних (перехідних) характеристик (підрозд. 1.7.4).

 

2.Підсилювачі із послідовним зворотним зв’язком за напругою

 

Структурна схема підсилювача з послідовним зворотним зв’язком за напругою подана на рис. 2.4.

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою
 

 

 

 

 

 


        

 

 

 

 

 

На рис. 2.4 використані такі позначення: Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

Як бачимо з рис. 2.4, Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюПризначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою, Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

Перші два рівняння означають, що підсилювач охоплений послідовним ЗЗ (рис. 2.2, а), а третє - що підсилювач має ЗЗ по напрузі (рис .2.1, б). Крім того рівняння Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюозначає, що вхідний опір кола ЗЗ значно більший від опору навантаження. Також будемо вважати, що замикання кола ЗЗ не впливає на величину напруги від джерела вхідного сигналу, тобто Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

Визначимо основні параметри підсилювача з послідовним ЗЗ за напругою, вважаючи, що всі параметри підсилювача без ЗЗ та кола ЗЗ відомі. Для спрощення записів залежність цих параметрів, а також струмів та напруг від частоти вказувати не будемо, обмежуючись лише рискою під позначенням відповідної комплексної величини: Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюПризначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

 Комплексний коефіцієнт передачі підсилювача (Кзз)

Для визначення Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюскористаємось виразом (2.1), який представимо у вигляді Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

Поділимо ліву та праву частину цього рівняння на вихідну напругу підсилювачаПризначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою:

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

З останнього виразу отримаємо

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

(2.4)

Добуток Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою називають петльовим підсиленням Т, а модуль знаменника (2.4) глибиною ЗЗ:

Т = bзз К,   F =Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

(2.5)

З виразу (2.4) бачимо, що при негативному значенні bззК отримаємо Кзз < K, тобто підсилювач має негативний ЗЗ (рис. 2.3, а), а при позитивному значенні bззК отримаємо Кзз > K, тобто ЗЗ стає позитивним (рис. 2.3, б). Але до зростання підсилення при позитивному ЗЗ треба підходити дуже обережно, бо при bззК = 1 коефіцієнт Кзз ® ¥ (2.4). Це означає, що навіть при Uвх = 0 на виході підсилювача існує ненульова вихідна напруга Uвих = UвхКзз ¹ 0, тобто підсилювач збуджується. Інакше кажучи, підсилювач перетворюється на генератор. Тому позитивний ЗЗ у підсилювачах використовується дуже рідко. Але позитивний ЗЗ часто виникає в підсилювачах завдяки паразитним зв’язкам між вихідними та вхідними каскадами підсилювача. Це питання стає особливо важливим в багатокаскадних підсилювачах, які розглянуті в підрозд. 2.5.

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюРозглянемо вплив послідовного ЗЗ на фазовий зсув сигналу, який підсилюється. Для цього зобразимо векторну діаграму (рис. 2.5) сигналів у підсилювачі з послідовним частотно незалежним негативним ЗЗ (НЗЗ), тобто φβ = π.

 

 

 

 

 

 

 

На діаграмі позначено: Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

З векторної діаграми бачимо, що φзз < φ, тобто частотно незалежний НЗЗ зменшує фазовий зсув підсилюваних сигналів. З аналогічної векторної діаграми для випадку позитивного ЗЗ можна побачити, що фазовий зсув підсилюваних сигналів зростає, тобто φзз > φ.

Основним видом ЗЗ у підсилювачах є негативний ЗЗ. Якщо зв’язок чисто негативний, тобто (рис. 2.3) Δφ = (2n + 1)π, де n = 1, 2, 3, ..., тоді напруги Uвх зз та Uзз протифазні. При цьому bззК = –bззК і рівняння (2.4) приймає вигляд

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

Якщо при негативному ЗЗ Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою, то (2.4) стає таким: Кзз = 1/bзз , тобто АЧХ такого підсилювача цілком визначається АЧХ кола  НЗЗ.

Дуже часто коло НЗЗ буває чисто пасивним, наприклад резистивним.

Тоді останній вираз означає, що в межах смуги пропускання підсилювача з чисто негативним глибоким НЗЗ АЧХ буде рівномірною та стабільною.

Комплексний вхідний опір підсилювача (Zвх зз)

За визначенням (1.6) вхідний опір дорівнює

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

(2.6)

Враховуючи, що Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою (рис. 2.4), останній вираз має вигляд

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

Поділивши чисельник та знаменник правої частини рівняння на Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою, отримуємо

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

(2.7)

З виразу (2.7) бачимо, що послідовний позитивний ЗЗ Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою зменшує вхідний опір підсилювача (Zвх зз < Zвх) завдяки негативному доданкуПризначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою. Наявність негативної складової у вхідному опорі підсилювача з позитивним ЗЗ дозволяє реалізувати регенеративне підсилення сигналів (див. рис. 1.40).

З (2.7) також бачимо, що послідовний НЗЗ ( Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою) збільшує вхідний опір підсилювача (Zвх зз > Zвх). Цей висновок стає логічним, якщо згадати, що при фіксованій Uвх зз поява послідовного НЗЗ приводить до зменшення вхідної напруги Uвх.

Зменшення Uвх означає зменшення і вхідного струму Jвх зз = Uвх/Zвх, що означає зростання Zвх зз (2.6). Для підсилювачів напруги ця властивість послідовного НЗЗ дуже важлива, бо великий вхідний опір дозволяє збільшити коефіцієнт передачі Квх вхідного кола підсилювача (1.78).

Вираз (2.7) записаний у комплексній формі, тобто послідовний НЗЗ збільшує не тільки активну складову вхідного опору, а й реактивну. Це означає, що вхідна ємність Свх підсилювачів (1.74а), (1.74б) при наявності послідовного НЗЗ зменшується в |1 + βззК| разів, що, як відомо (підрозд. 1.7.3), дозволяє розширити смугу пропускання підсилювачів за рахунок збільшення ωв = 1/τв.

 

Комплексний вихідний опір підсилювача (Zвих зз)

 

З визначення (1.7)

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

В режимі холостого ходу на виході (Zн ® ¥) 33 в підсилювачі (рис. 2.4) не зникає, тому

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

В режимі короткого замикання на виході (Uвих = 0) підсилювача з ЗЗ за напругоюПризначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою, тобто ЗЗ зникає Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою. Тоді

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

З урахуванням останніх двох виразів отримуємо співвідношення для вихідного опору підсилювача з послідовним ЗЗ за напругою

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

(2.8)

Як бачимо з (2.8), позитивний ЗЗ за напругою збільшує вихідний опір, бо F < 1, а НЗЗ за напругою його зменшує (F > 1).

Малий вихідний опір у підсилювачів з НЗЗ за напругою дозволяє використовувати їх як генератори стабільної напруги, вихідний опір яких повинен бути значно меншим від опору навантаження.

Найбільш поширеним прикладом використання послідовного НЗЗ за напругою є емітерний повторювач (рис. 1.9).

Дійсно, підсилювана сигнальна напруга на емітерному переході транзистора дорівнює

Uбе = Uб – JеRен = Uвх – Uвих.

Порівнюючи це співвідношення з (2.1), робимо висновок, що ЕП має послідовний НЗЗ. З останнього виразу бачимо, що підсилювана сигнальна напруга менша, ніж напруга Uвх на величину напруги НЗЗ Uзз = – Uвих, тобто βзз = – 1. При короткому замиканні на виході Uзз = 0, тобто ЗЗ зникає, отже, емітерний повторювач має послідовний НЗЗ за напругою. Наявність послідовного НЗЗ за напругою пояснює причину високого вхідного опору емітерного повторювача (1.46) та його малого вихідного опору (1.51). Анaлогічний тип ЗЗ мають істоковий та катодний повторювачі.

Розглянемо вплив ЗЗ на частотну, перехідну та амплітудну характеристики підсилювача, а також на стабільність його параметрів та характеристик. З цією метою визначимо спочатку відносну нестабільність ΔКзззз коефіцієнта передачі підсилювача з чисто позитивним та негативним ЗЗ, обумовлену лише нестабільністю коефіцієнта передачі Δβзз кола ЗЗ. Для цього з виразу (2.4) знаходимо диференціал dКзз»ΔКзз, вважаючи К = const.

 

Для ПЗЗ:               Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

Для НЗЗ:

dKзз = – K2dbзз/(1 + bззК)2.

 

Поділимо ліву та праву частини останніх рівнянь на Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою (для ПЗЗ) та Кзз = К/(1 + bззК) (для НЗЗ).

Для ПЗЗ:

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

(2.9)

Для НЗЗ:

dKзз/Kзз = –[bззК/(1 + bззК)]dbзз/bзз.

З виразів (2.9) робимо висновок, що відносна нестабільність коефіцієнта передачі підсилювача з позитивним ЗЗ, як правило, більша ніж відносна нестабільність коефіцієнта передачі кола ЗЗ. Дійсно, якщо Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою = 0,6...0,8, то з (2.9) виходить, що Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою. Для більш важливого випадку НЗЗ з співвідношення (2.9) отримуємо

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

тобто відносна нестабільність Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою у підсилювачі з НЗЗ викликає дещо меншу відносну нестабільність Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

Тепер визначимо відносну нестабільність Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою, вважаючи, що нестабільність Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою обумовлена лише нестабільністю підсилювача Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою, а параметри кола ЗЗ стабільні, тобто Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою33 = const. Це припущення частіше виконується на практиці, бо коло ЗЗ, як правило пасивне. З виразу (2.4) визначимо спочатку диференціал Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою:

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

В останньому рівнянні F = 1 – bK у випадку ПЗЗ та F = 1 + bK у випадку НЗЗ.

Поділимо ліву та праву частини останнього рівняння на Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою (2.4) і отримаємо важливе співвідношення

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою.

(2.10)

З останнього виразу бачимо, що відносна нестабільність Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюПризначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюкоефіцієнта підсилення підсилювача з позитивним ЗЗ більша, ніж відносна нестабільність Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюпідсилювача без ЗЗ, а за наявності в підсилювачі НЗЗ його відносна нестабільність зменшується порівняно з підсилювачем без ЗЗ. При цьому слід зауважити, що причини нестабільності можуть бути різними, наприклад:

часовий дрейф, зв’язаний зі старінням елементів схеми підсилювача;

температурний дрейф параметрів елементів схеми підсилювача;

нестабільність напруги живлення;

залежність коефіцієнта підсилення від частоти вхідного сигналу;

залежність коефіцієнта підсилення від амплітуди вхідного сигналу.

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюОстанні дві причини потребують пояснень, які зробимо для випадку, коли коло ЗЗ чисто пасивне (βзз = const). На рис. 2.6, а зображена АЧХ К(ω) підсилювача без ЗЗ та АЧХ Кзз(ω) підсилювача з НЗЗ, побудована на підставі виразу (2.5).

 

 

 

 

 

 

 

 

З виразу (2.5) виходить, що коефіцієнт підсилення за наявності НЗЗ зменшується в (1 + βззК) разів, тобто на середніх частотах, де К найбільший, спад підсилення Кзз буде найбільший. На краях смуги пропускання знаменник (1 + βззК) зменшується, і спад підсилення - Кзз(ω) стає меншим, тобто АЧХ частково вирівнюється, бо ωвзз > ωв, ωн зз < wн (рис. 2.6, а). За наявності позитивного ЗЗ аналогічний аналіз показує, що ПЗЗ приводить до більш різкого спаду АЧХ при зниженні та підвищенні частоти, ніж у підсилювачах без ЗЗ. Інакше кажучи, позитивний ЗЗ зменшує смугу пропускання П, а НЗЗ її збільшує (Пнзз > П, рис.2.6, а).

Зміна верхньої та нижньої граничних частот АЧХ за наявності в підсилювачі ЗЗ означає, що змінюється й перехідна характеристика підсилювача (рис. 2.6, б). З рис. 2.6, б бачимо, що спотворення як фронтів, так і вершини підсилюваних імпульсів у підсилювачів з НЗЗ менші, ніж у підсилювачів без ЗЗ, бо (tф)нзз = 2,2/ωвзз, а Gнзз = tіωнзз. Відповідно позитивний ЗЗ у підсилювачах збільшує лінійні спотворення підсилюваних сигналів.

Розглянемо тепер вплив НЗЗ на нелінійні спотворення підсилюваних сигналів, обумовлені обмеженістю лінійної частини амплітудної характеристики підсилювача (рис. 1.3). При фіксованій амплітуді допустимої (максимальної) вхідної напруги для цього підсилювача рівень нелінійних спотворень зростає з ростом амплітуди Uвх, тому замикання кола НЗЗ, яке приводить до  зменшення  Uвх = Uвх зз – Uзз, буде викликати і зменшення рівня паразитних гармонік на виході підсилювача. Інакше кажучи, при однаковому рівні паразитних гармонік на виході рівень корисного сигналу Uвх зз на вході підсилювача з НЗЗ повинен бути більшим, ніж у підсилювачах без ЗЗ. Це означає, що рівень Uвх макс у чисельниках (1.4а), (1.4б) зростає. Тому, вважаючи, що при замиканні кола НЗЗ рівень власних шумів, перерахованих на вхід підсилювача, практично не змінюється, динамічний діапазон підсилювача з НЗЗ дорівнює

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою,

де Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою – середньоквадратичне значення напруги власних шумів на вході підсилювача з ЗЗ.

Враховуючи, що при наявності на вході підсилювача максимального сигналу          Uзз = βззКUвх макс, отримуємо

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

(2.11)

З виразу (2.11) бачимо, що динамічний діапазон підсилювача з НЗЗ на 20 lg(1 + βззК) дБ більший, ніж у підсилювача без НЗЗ. Амплітудна характеристика підсилювача з послідовним НЗЗ за напругою порівняно з амплітудною характеристикою підсилювача без ЗЗ (штрих-пунктир) має вигляд (рис. 2.7).

Аналогічний аналіз впливу позитивного ЗЗ на амплітудну характеристику підсилювача показує, що динамічний діапазон підсилювача з позитивним ЗЗ зменшується порівняно з підсилювачем без ЗЗ.

Також можна показати, що розширення динамічного діапазону підсилювача за рахунок НЗЗ значно зменшує рівень завадових сигналів та нелінійних спотворень корисних сигналів на його  виході, наприклад, за наявності НЗЗ коефіцієнт гармонік стає рівним [27]:

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругою

Призначення і види зворотних зв’язків (ЗЗ) у підсилювачах. Підсилювачі з послідовним ЗЗ за наругоюТаким чином, завдяки послідовному НЗЗ за напругою поліпшуються майже всі параметри та характеристики підсилювачів, а також їх стабільність.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ціною цього поліпшення є зменшення коефіцієнта підсилення, бо Кнзз < К. Навпаки, позитивний ЗЗ у підсилювачах погіршує майже всі параметри та характеристики, а також їх стабільність. Тому в подальшому основну увагу будемо приділяти аналізу підсилювачів з НЗЗ.

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика