Катодный повторитель как пример простой схемы с отрицательной обратной связью

На рисунке слева показана очень простая схема катодного повторителя, которая не усиливает напряжение, но усиливает ток. Ее работу удобно рассмотреть на схеме с отрицательной обратной связью в центре рисунка. Напряжение между сеткой и катодом, равное Uc=(U1-U2), определяет значение тока, протекающего через Rк, аналогично Ra на предыдущем рисунке, и создает на Rк напряжение U2=Uc∙S∙Rк=(U1-U2)∙K. При значениях коэффициента усиления К значительно больших 1, что имеет место на практике, выходное напряжение U2 почти равно U1, поэтому данная схема имеет название “катодный повторитель”(U2 повторяет U1).

Если рассматривать катодный повторитель как систему управления, то объектом управления является резистор Rк, называемый еще электрической нагрузкой. Управляемый параметр – напряжение на нагрузке U2. Заданное значение управляемого параметра U1. Нагрузка может иметь различное сопротивление (случайные возмущения), а значение напряжения на ней должно быть постоянным, равным U1. Схема управления, показанная в центре рисунка работает следующим образом. Текущее значение управляемого параметра U2 сравнивается с заданным значением U1, их разность ε подается на вход усилителя который в К раз ее усиливает и подает на выход в виде U2 и вновь это повторяется … Под обратной связью понимается связь между выходом на входом, а отрицательная она, потому что ее сигнал вычитается. У положительной обратной связи сигнал складывается. Таким образом, катодный повторитель является примером очень простой линейной системы управления с отрицательной обратной связью. Название “линейная система ”, строго говоря, происходит от того, что система описывается линейными дифференциальными уравнениями [1]. Однако не привлекая сложную математику, можно считать, что здесь важен прямолинейный график зависимости выхода от входа в усилителе, когда коэффициент усиления К постоянный, вне зависимости от величины и частоты сигнала, а в усилителе отсутствуют нелинейные искажения. Аналогичные зависимости существуют в линейных электрических цепях, например по закону Ома зависимость напряжения от тока на сопротивлении R линейна U=I∙R. Свойство линейности предполагает наличие констант, связывающих выходы и входы, что существенно упрощает анализ таких систем. В реальности предположение линейности является упрощением.

Поиск по сайту: