Пример усилителя звуковой частоты. 24. Уменьшение искажений в усилителе с помощью отрицательной обратной связи. 25. Линейная система с отрицательной обратной связью

На рисунке приведена приближенная к практике схема усилителя звуковых частот (УЗЧ) [4]. Транзисторы Q1, Q2, Q3 работают в классе А, транзисторы комплементарной пары Q4, Q5 работают в классе АВ. Входной сигнал через конденсатор С1 поступает на базу Q1, рабочая точка которого задана делителем напряжения R1, R2, эти резисторы имеют большое сопротивление и почти не ослабляют сигнал. Транзисторы Q1, Q2 образуют дифференциальный усилитель со вторым входом на базе Q2 и выходом на коллекторе Q1. Значение сигнала на этом выходе зависит от разности сигнала на обоих входах дифференциального усилителя.

Специальная цепь отрицательной обратной связи начинается с выхода усилителя и подает на базу транзистора Q2 напряжение обратной связи Uос = U2 ∙ R7/ (R7 + R8) = U2∙ Kос. Здесь Кос – коэффициент обратной связи. Цепь обратной связи рассматривается как передаточное звено, имеющее на входе U2 и на выходе Uос. Отношение выхода ко входу передаточного звена будем называть коэффициентом передачи этого звена. Ради простоты при рассмотрении переменных напряжений и токов в качестве сигналов коэффициент передачи представляем как отношение амплитуд сигналов. Для вычисления коэффициента передачи всего усилителя воспользуемся аналогией с катодным повторителем и схемой. Справа на рисунке приведен коэффициент передачи U2/U1. Если Кос=1, то получается то же, что и для катодного повторителя. Для простоты представим близкое к реальности усиление первой ступени УЗЧ на транзисторах Q1,Q2 равное К1=40, второй ступени на Q3 К2=10 и третьей ступени на Q4 и Q5 К3= 1 и Кос = 1/20. Если бы не было обратной связи (например можно при наладке усилителя разомкнуть ее цепь), общее усиление составляло бы К разомк = К1∙ К2∙ К3 = 40∙10∙1 = 400. Тогда общее усиление с обратной связью составит К = 400/(1+400∙Кос) = 19 или с небольшой ошибкой, пренебрегая единицей в знаменателе, К = 1/Кос = 20. То есть коэффициент усиления по напряжению всего усилителя практически полностью зависит от коэффициента обратной связи Кос. В данном случае обратная связь снижает усиление почти в 20 раз. Зачем же вводится обратная связь? Это делается – для уменьшения искажений усилителя, которые вносятся главным образом выходной ступенью. Ее основное назначение – усиление сигнала по току и мощности. Учитывая, что нагрузкой усилителя является громкоговоритель с небольшим сопротивлением (порядка 4 ом), выходная ступень работает со значительными токами в классе АВ, что связано с искажениями, показанными на рис. 11 справа. Как было показано выше, коэффициент передачи всего усилителя почти полностью определяется коэффициентом передачи цепи обратной связи, а ее выполняют на пассивных линейных элементах – резисторах, конденсаторах, катушках индуктивности. Они не вносят нелинейных искажений, но уменьшают сигнал, Кос ≤1.

Поиск по сайту: