Зворотні зв'язки в підсилювачах

Тема 16. Електронні підсилювачі

Мета: пояснити студентам суть підсилення по струму, напрузі, потужності.

Актуальність: знання даної теми необхідне для розуміння принципу роботи побутових електронних приладів.

Міжпредметна інтеграція: хімія, фізика, математика, електрообладнання автомобілів.

План

1.Призначення і класифікація підсилювачів.

2.Основні показники і характеристики підсилювачів.

3. Принцип підсилення напруги, струму, потужност

Після вивчення теми студент повинен знати:

- призначення, класифікація підсилювачів;

- основні показники підсилювачів;

- характеристики підсилювачів;

- принцип підсилення по струму, напрузі та потужності.

Ключові терміни та поняття:

-підсилювач,

- джерело живлення,

- струм, напруга,опір.

Самостійна робота студента:

1.Каскади попереднього підсилення,основні варіанти кінцевих підсилень.

2.Міжкаскадні зв’язки. Зворотні зв’язки у підсилювачах.

Література

-1-

Електронні підсилювачі представляють собою радіотехнічні пристрої,які підсилюють потужність, напругу чи струм електричного сигналу, що підводиться до входу. Вони використовуються в пристроях радіозв’язку, автоматиці, вимірювальній техніці, телебаченні, в побутових приладах.

Підсилювачі електричних сигналів діляться в залежності від діапазону робочих частот на підсилювачі постійного струму, підсилювачі низьких частот, широко полюсні радіо- і проміжних частот.

Підсилювачі постійного струму підсилюють електричні сигнали постійного струму і всі сигнали змінного струму до деякої заданої робочої частоти. Вони використовуються в пристроях електрозв’язку, автоматиці і інших пристроях.

Підсилювачі низької частоти підсилюють електричні сигнали звукової частоти, які займають полосу частот 20- 20000Гц. Вони мають дуже широке застосування там,де потрібна голосна музика, мова і входить складовою частиною в кіноустановці, різні установки підсилення мови.

Широкополюсні підсилювачі,які працюють в полосі частот від 50 Гц до 6МГц, використовуються в радіолокації і телебаченні, автоматиці і вимірювальній техніці.

У деяких випадках необхідно підсилити сигнали у вузькій смузі частот. Для цих цілей використовуються в якості навантаження каскаду резонансний контур (один або декілька) та інші пристрої, що мають здатністю виділяти смугу частот. Ці підсилювачі називаються селективними або вибірковими. Вони широко використовуються буквально у всіх радіоприймачах і радіопередавачах.

На вхід підсилювача сигнал може подаватися від різних пристроїв - мікрофона, детектора, записуючої головки магнітофона, фотоелемента і т. д. Всі ці пристрої малопотужні, тому вони видають електричний сигнал такої малої амплітуди, що його недостатньо для відтворення без підсилення. Для збільшення амплітуди вхідного сигналу застосовуються підсилювачі, навантаженням яких можуть бути гучномовці, записуюча голівка магнітофона, осцилограф, двигуни в автоматиці та інші пристрої.

В залежності від призначення вхідних і вихідних пристроїв підсилювач може мати тільки один каскад підсилення, але для отримання великих вихідних потужностей може бути введений до його складу ще цілий ряд каскадів.

Підсилювачем називають пристрій, який призначений для підвищення потужності електричних коливань вхідного сигналу. Підвищення потужності вхідного сигналу досягається за рахунок енергії джерела живлення. Малопотужний вхідний сигнал лише керує передачею енергії джерела живлення в корисне навантаження.

Електричні коливання підсилюються за допомогою підсилювальнихелементів (ПЕ). Підсилювальні елементи отримують електричну енергію від джерела живлення і перетворюють її в енергію підсилювальних сигналів, тобто вони мають керуючі властивості. Керуюче джерело електричної енергії, від якого підсилюванні сигнали надходять на підсилювач, називається джерелом сигналу (ДС). Пристрій, який споживає підсилювальні сигнали, називається навантаженням (Н). Джерело енергії, яка перетворюється підсилювачем в енергію підсилювальних сигналів, називається джерелом живлення (ДЖ) підсилювача.

Підсилювачі широко застосовується: в радіозв’язку, в телебаченні, в звуковому кіно, в пристроях запису і відтворення звуку і зображення, в вимірювальній апаратурі, в автоматиці і телемеханіці, в електронних обчислювальних машинах, в космічних дослідженнях і.т.д.

Існують класифікації підсилювачів за різними ознаками, зокрема:

- за характером підсилювальних сигналів;

- за смугою підсилювальних сигналів;

- за призначенням підсилювачів;

- за видом застосованих підсилювальних елементів.

1. За характером підсилювальних сигналів підсилювачі поділяються на:

а)Підсилювачі гармонічних сигналів, це підсилювачі які призначені для підсилення гармонічних і квазігармонічних (майже гармонічних) сигналів різної форми і різного значення, тобто здійснюється підсилення гармонічних періодичних сигналів гармонічні складові яких змінюються значно повільніше від нестаціонарних процесів в колах підсилювача.

До підсилювачів гармонічних сигналів відносяться: мікрофонні, звукові, трансляційні, вимірювальні та інші.

б).Підсилювачі імпульсних сигналів призначені для підсилення імпульсних періодичних і неперіодичних сигналів різної форми і різного значення. Нестаціонарні процеси в колах таких підсилювачів повинні протікати настільки швидко, щоб форма підсилювальних сигналів не спотворювалася.

До підсилювачів імпульсних сигналів відносяться: імпульсні підсилювачі систем зв’язку, відеопідсилювачі телевізійних сигналів, імпульсні радіолокаційні підсилювачі, підсилювачі систем автоматичного регулювання.

II. За шириною смуги підсилювальних сигналів:

1. Підсилювачі змінного струму підсилюють тільки змінну складову корисного сигналу в смузі від нижньої частоти f_н до вищої робочої частоти f_в.

2. Підсилювачі високої частоти призначені для підсилення коливань модульованих високою частотою. Відношення верхньої частоти спектру f_в до нижньої f_н близьке до одиниці (f_в / f_н < 1,1). Наприклад підсилення радіосигналів, які приймає антена радіоприймача або телевізора.

3. Підсилювачі проміжної частоти призначені для підсилення коливань модульованих проміжною частотою. Відношення верхньої частоти спектру f_в до нижньої f_н близьке до одиниці (f_в / f_н < 1,1).

4. Підсилювачі низької частоти. До підсилювачів низької частоти відносяться підсилювачі звукових частот, які підсилюють електричні коливання в смузі частот, які сприймаються людським вухом (D f = 20Гц ¸ 20кГц). Підсилювачі низьких частот призначені переважно для підсилення і перетворення первинних коливань давачів.

5.Широкосмугові підсилювачі підсилюють дуже широку смугу частот і мають дуже велике відношення вищої робочої частоти до нижньої (вища частота - одиниць МГц, а нижня - від сотень герц до одиниць кГц).

6. Вибіркові або селективні підсилювачі підсилюють сигнали в дуже вузькій смузі частот, за межами цієї смуги підсилення різко зменшується. В свою чергу вибіркові підсилювачі розділяють на резонансні, частотна характеристика яких має вигляд резонансної кривої і смугові підсилювачі, підсилення яких стале в вузькій смузі частот і різко зменшується за її межами.

7. Підсилювачі постійного струму призначені для підсилення електричних коливань в смузі частот від f_н= 0 до вищої частоти f_в. Ці підсилювачі підсилюють як змінну, так і постійну складову сигналу. Підсилювачі постійного струму застосовуються в стабілізаторах постійної напруги, в автоматиці і телемеханіці, в аналогових обчислювальних і моделюючих машинах.

III. За призначенням підсилювачі поділяються на:

-магнітофонні;

-телевізійні;

-радіолокаційні;

-вимірювальні;

-трансляційні;

-дальнього зв’язку. і.т.д.

IV. За видом застосованих підсилювальних елементів.

-транзисторі;

-лампові;

-магнітні;

-діодні;

-молекулярні;

-електромашинні.

Підсилювачі на транзисторах і електронних лампах називають електронними оскільки принцип їх роботи оснований на електронних процесах, які відбуваються в напівпровідниках і вакуумі.

Лінійні електронні підсилювачі - це підсилювачі, які призначені для підсилення електричних сигналів без зміни їх форми.

Основні дані підсилювача:

Вихідні дані підсилювача:

· вихідна потужність - Р_н ;

· вихідна напруга - U_н;

· вихідний струм - I_н ;

· вихідний опір підсилювача - Z_вих;

· опір навантаження - Z_н.

Для випадку, коли опір навантаження активний - R_н, то:

Вхідні дані підсилювача:

· вхідна напруга - U_вх ;

· вхідний струм - I_вх ;

· вхідна потужність - P_вх;

· вхідний опір підсилювача - Z_вх .

Для випадку, коли вхідний опір активний - R_вх:

Параметри і характеристики підсилювачів

Коефіцієнт підсилення - це один з основних параметрів підсилювача, він показує в скільки разів приріст підсиленої величини на виході підсилювача перевищує приріст відповідної величини на вході підсилювача.

Коефіцієнт підсилення за напругою - це відношення встановленого значення напруги сигналу на виході підсилювача до напруги сигналу на його вході

Деколи використовують поняття наскрізний коефіцієнт підсилення за напругою

В підсилювальній техніці використовуються також поняття коефіцієнт підсилення за струмом і коефіцієнт підсилення за потужністю

Коефіцієнти є комплексними величинами та як вихідні величинами напруга і струм зсунуті за фазою відносно вхідних складових за рахунок реактивних складових опорів в колах підсилювача і на вантаження.

Оскільки органи сприйняття людини підлягають логарифмічному закону, то часто модуль коефіцієнта підсилення виражають в логарифмічних одиницях (децибелах або неперах)

Перевід значень коефіцієнтів підсилення, які виражені в децибелах в відносні одиниці можна виконати використовуючи наступні вирази

Для багатокаскадного підсилювача сумарний коефіцієнт підсилення в залежності від того в яких одиницях він нормується визначається такими виразами

де n - кількість каскадів підсилювача.

Коефіцієнт корисної дії підсилювача визначається як відношення потужності сигналу на навантаженні Р_н до потужності споживаної від джерела живлення Р ₀

Коефіцієнт корисної дії потужних підсилювачів це відношення потужності, яка віддається в навантаження до сумарної потужності Р_S, яка споживається від усіх джерел живлення

Власні шуми підсилювача

Напруга шумів обмежує чутливість підсилювача і не дозволяє підсилювати сигнали низького рівня. На вхід підсилювача можна підводити корисний сигнал значення якого є більше від рівня власних його шумів. Власні шуми підсилювача виникають з наступних причин: наведення, фон, шуми мікрофонного ефекту; теплові шуми; шуми підсилювальних елементів.

Наведення – це напруга у вхідному колі підсилювача, яка виникає від дії на підсилювач сторонніх джерел сигналів і перешкод. Наведення виникає від діє на вхід підсилювача сусідніх підсилювачів, електродвигунів трансформаторів, генераторів і.т.п. Усувається шляхом екранування, введенням у спільні кола живлення розв’язуючих фільтрів.

Фон – це періодична напруга у вихідному підсилювача частота якої кратна частоті змінної напруги, яка живить підсилювач. Усувається шляхом введенням розв’язуючих фільтрів у спільні кола живлення.

Шуми від мікрофонного ефекту зумовлені механічними коливаннями, які діють на підсилювальний елемент і зумовлені: вібрацією, ударами, акустичними коливаннями, прискоренням і.т.п. Шуми від мікрофонного ефекту усуваються за рахунок використання інших видів підсилювальних елементів, а також застосування амортизації.

Напруга теплових або термічних шумів - це неперіодична хаотична напруга, яка виникає в провідниках і елементах на вході підсилювача і зумовлена тепловим рухом електронів. Ця напруга залежить від смуги частот, які пропускає підсилювач, опору вхідного кола підсилювача і температури.

.

де f_в і f_н – верхня і нижня гранична частоти робочого діапазону в кГц;

Т – абсолютна температура в ^о К;

R_дж – активна складова опору вхідного кола підсилювача в кОм;

U_тш – напруга теплових шумів в мкВ.

Напруга шуму підсилювального елемента визначається: фізичними процесами, які покладені в основу його роботи, його конструкцією, технологією виробництва і матеріалом з якого він виготовлений. Основна складова напруги шуму в електронних лампах і транзисторах є напруга дробового ефекту, яка зумовлена фізикою процесу проходження електричного струму через підсилювальний елемент. Рівень шуму транзисторів сильно залежить від типу транзистора, матеріалу з якого він виготовлений і режиму його роботи. В малопотужних транзисторах мінімальне значення напруги шуму буде при таких режимах:

Частотна і фазова характеристики підсилювача

При підсиленні сигналів підсилювач змінює їх форму. Відхилення форми вихідного сигналу від форми вхідного сигналу називають спотвореннями. Наявність в схемі підсилювача реактивних опорі, значення яких залежить від частоти і проводить до зміни форми складного гармонічного сигналу на виході лінійного підсилювача за двома основними причинами:

- гармонічні складові складного вхідного сигналу підсилюються неоднаково, тобто це означає, що коефіцієнт підсилення підсилювача неоднаковий на різних частотах;

- гармонічні складові складного вхідного сигналу при підсиленні зсуваються на різні відрізки часу, тобто фазові зсуви, які вносяться підсилювачем змінюють взаємне розташування гармонічних складових у вихідному сигналі.

Спотворення форми вихідного сигналу, яке викликане неоднаковим підсиленням різних частот, називають частотними спотвореннями, а спотворення форми вихідного сигналу, які викликані фазовими зсувами, які вносяться підсилювачем, називають фазовими спотвореннями.

Частотні і фазові спотворення деколи називають лінійними спотворенням, оскільки їх виникнення зв’язано з лінійними елементами електричного кола.

Частотні спотворення оцінюють за його частотною характеристикою, яка є залежністю модуля коефіцієнта підсилення від частоти. Частотну характеристику будують в прямокутній системі координат на вертикальній осі відкладають значення К_u в лінійному масштабі в відносних або логарифмічних одиницях, а на горизонтальній осі – частоту в герцах в лінійному або логарифмічному масштабі.

Діапазоном робочих частот підсилювача гармонічних сигналів називають смугу частот від нижньої до верхньої робочої частоти в межах якої модуль коефіцієнта підсилення, а іноді і фаза не повинні виходити за межі заданих допусків.

Рис.1.2. Частотна характеристика підсилювача

Частотні спотворення, які вносяться підсилювачем, оцінюються нерівномірністю його частотної характеристики в діапазоні робочих частот. Ідеальною частотною характеристикою, при якій підсилювач не вносить частотних спотворень, є пряма, яка проходить паралельно осі абсцис.

Частотні спотворення, які вносить підсилювач на певній частоті, оцінюються відносним підсиленням, який дорівнює відношенню коефіцієнта підсилення на заданій частоті до коефіцієнта підсилення на середній частоті

В розрахунках більш вигідно використовувати зворотну величину, яку називають коефіцієнтом частотних спотворень і позначають літерою М

Відносне підсилення і коефіцієнт частотних спотворень можуть бути відображені як у відносних, так і у логарифмічних одиницях. Для переведення їх з відносних значень в децибели і навпаки використовуються наступні вирази

Фазові спотворення, які вносяться підсилювачем, оцінюються за його фазовою характеристикою, яка є залежністю кута зсуву між вихідною і вхідною напругами підсилювача від частоти. Фазову характеристику будують окремо для області нижніх і окремо для області верхніх частот.

Рис.1.3. Фазова характеристика підсилювача

Умовою неспотвореного підсилення сигналу є пропорційність фазового зсуву, який вноситься підсилювачем, частоті підсиленого сигналу, тому ідеальною фазовою характеристикою підсилювача є пряма 2, яка проходить через початок координат.

Фазові спотворення підсилювача на верхніх частотах оцінюються як різниця ординат фазової характеристики і дотичної до неї, яка проходить через початок координат.

В області нижніх частот ідеальна фазова характеристика майже збігається з віссю абсцис і фазові спотворення практично дорівнюють куту фазового зсуву, який вноситься підсилювачем.

Амплітудна характеристика підсилювача – це залежність амплітуди вихідної напруги підсилювача від амплітуди його вхідної напруги на деякій сталій частоті.

Рис.1.4. Амплітудна характеристика підсилювача

Коли значення вхідної напруги малі, то амплітудна характеристика проходить не через початок координат, а визначається рівнем власних шумів підсилювача і завадами. Власні шуми підсилювача зумовлені в основному шумами його активних і пасивних елементів, а також неоднорідністю структури матеріалів елементів і нестабільністю електричних процесів у часі.

При великих значеннях вхідних напруг пропорційність між порушується за рахунок порушення пропорційності між вхідним і вихідним струмами.

Таким чином, властивість підсилювача підсилювати максимальне і мінімальне значення вхідної напруги відображає один з важливих показників підсилювача, який називається динамічним діапазоном.

де і – вхідні напруги, при яких спотворення підсиленого сигналу і його виділення на фоні шумів знаходяться в допустимих межах.

Динамічний діапазон часто нормують в логарифмічних одиницях, в децибелах

Нелінійні спотворення зумовлені також нелінійністю вхідної характеристики транзистора, оскільки вхідний і вихідний струми несинусоїдальні при чисто синусоїдальній вхідній напрузі.

Нелінійні спотворення підсилювача оцінюються коефіцієнтом нелінійних спотворень (коефіцієнтом гармонік або клірінг фактором), який дорівнює кореню квадратному з відношення потужності, яка виділяється на навантажені вищими гармонічними складовими сигналу, які викликають спотворення, до потужності, яка визначається основною корисною гармонікою

Деколи визначають нелінійних спотворень для певної гармоніки вихідного сигналу

; ; .

В цьому випадку сумарний коефіцієнт гармонік визначається таким виразом

.

Перехідна характеристика підсилювача це залежність миттєвого значення вихідної напруги при стрибкоподібній зміні вхідної напруги. Ця характеристика використовується для оцінювання лінійних спотворень, які вносяться підсилювачем при підсиленні імпульсних сигналів. Причиною виникнення перехідних спотворень є наявність реактивних елементів підсилювача, а також зміна енергії в електричних і магнітних полях, які не можуть відбуватися миттєво. Таким чином, перехідні спотворення є наслідком перехідних процесів, які відбуваються в підсилювачі при швидких змінах вхідного сигналу.

Рис.1.5. Перехідна характеристика підсилювача

Рис.1.6. Перехідна характеристика підсилювача в області малих часів

Основні параметри перехідної характеристики в області малих часів – це час встановлення і відносний викид імпульсу .

Розклад стрибка напруги на вході підсилювача в ряд Фур’є дає нескінченну кількість гармонічних складових, тому підсилювач, який забезпечує рівномірне підсилення широкого спектру частот, є якісним імпульсним підсилювачем, оскільки лінійні спотворення зумовлені зменшенням підсилення на границях смуги пропускання.

Для забезпечення передачі фронту вхідного імпульсу з малими спотвореннями (область малих часів) необхідно розширяти смугу пропускання підсилювача в області високих частот, яка може досягати одиниць мегагерц.

Для неспотвореної передачі вершини імпульсу (область великих часів) смуга пропускання підсилювача повинна бути такою, як в підсилювача постійного струму в області низьких частот. В області великих часів перехідна характеристика (рис.1.7.) нормується відносним спадом вершини .

Рис.1.7. Перехідна характеристика підсилювача в області великих часів

Таким чином, перехідна характеристика дозволяє мати думку про можливість підсилення сигналів різної тривалості. Спотворення імпульсу вважається допустимим, якщо час встановлення перехідної характеристики зв’язаний з тривалістю імпульсу наступним співвідношенням .

Зворотні зв'язки в підсилювачах

Крім кола прямої передачі енергії сигналу підсилювальний каскад може мати електричні кола по яких частина енергії корисного сигналу передається з виходу каскаду на його вхід або на вхід одного з попередніх каскадів. Це явище називається зворотним зв’язком. Зворотний зв'язок може бути загальним (рис.1.8.), який охоплює весь підсилювач і місцевим (рис.1.9.), який охоплює окремі каскади підсилювача. Замкнутий контур, який охоплює основне коло і коло зворотного зв’язку, яке охоплює підсилювач, називається петлею зворотного зв’язку.

Рис.1.8. Загальний зворотний зв'язок в підсилювачі

Рис.1.9. Місцевий зворотний зв'язок в підсилювачі

В залежності від того, якій величині пропорційна напруга зворотного зв’язку , розрізняють зворотний зв'язок за напругою і за струмом. Якщо напруга зворотного зв’язку пропорційна вихідній напрузі на навантаженні , то такий зворотний зв'язок називається зворотним зв’язком за напругою (рис.1.10).

Рис.1.10. Зворотний зв'язок за напругою

Якщо напруга зворотного зв’язку пропорційна струму в навантаженні , то це буде зворотний зв'язок за струмом (рис.1.11.).

Рис.1.11. Зворотний зв'язок за струмом

Якщо напруга зворотного зв’язку пропорційна як напрузі, так і струму в навантаженні , то такий зворотний зв'язок називається комбінованим (рис.1.12.).

Рис.1.12. Комбінований зворотний зв’язок за напругою і за струмом

За способом введення сигналу у вхідне коло підсилювача розрізняють паралельний і послідовний зв'язок. При послідовному зворотному зв’язку (рис.1.13) напруга зворотного зв’язку вводиться у вхідне коло послідовно з вхідною напругою і напруга сигналу на вході підсилювача буде складати .

Рис.1.13. Послідовний зворотний зв’язок у підсилювачах

Якщо напруга зворотного зв’язку подається паралельно до вхідної напруги підсилювача (рис.1.14), то такий зворотний зв'язок називають паралельним зворотним зв’язком. У цьому випадку струм на вході підсилювача буде складати .

Рис.1.14. Паралельний зворотний зв’язок у підсилювачах

У підсилювачах із змішаним зворотним зв’язком у вхідному колі підсилювача послідовно вмикаються: сигнал зворотного зв’язку пропорційний вихідній напрузі і паралельно сигнал зворотного зв’язку пропорційний вихідному струму.

Основними характеристиками зворотного зв’язку є коефіцієнт зворотного зв’язку

, .

При схемній реалізації підсилювача і кола зворотного зв’язку можливий варіант, коли зворотний зв'язок здійснюється тільки для повільно змінної складової вихідного сигналу. У цьому випадку зворотний зв’язок здійснюється за постійним струмом. Коли сигнал зворотного струму пропорційний змінній складовій сигналу на виході підсилювача, то в цьому випадку зворотний зв'язок здійснюється за змінним струмом. Коли сигнал зворотного зв’язку пропорційний усьому вихідному сигналі, то в цьому випадку зворотний зв'язок буде за змінним і за постійним струмами.

Зворотний зв'язок має великий вплив практично на всі основні характеристики і параметри підсилювача і проявляється в зміні значення вхідного сигналу підсилювача.

φ_к і φ_β – фазові зсуви напруги сигналу підсилювача і ланки зворотного зв’язку відповідно

При φ_к + φ_β =π добуток буде складати , а вираз для коефіцієнта підсилення за напругою буде складати

В цьому випадку напруга зворотного зв’язку надходить на вхід підсилювача в протилежній фазі з напругою вхідного сигналу і коефіцієнт підсилення зменшується в
(1+ β_зз К) разів. Такий режим носить назву від’ємного зворотного зв’язку. Зменшення коефіцієнта підсилення супроводжується покращенням цілого ряду параметрів. Для отримання значення нестабільності коефіцієнта підсилення підсилювача охопленого від’ємним зворотним зв’язком К_зз диференціюємо основне рівняння по К і отримуємо

Перегруповуємо цей вираз і поділимо його на К_зз

Відносна зміна коефіцієнта підсилення з від’ємним зворотним зв’язком зменшується в разів.

При глибокому від’ємному зворотному коли коефіцієнт підсилення самого підсилювача практично не залежить від коефіцієнта підсилення підсилювача неохопленого зворотним зв’язком

Визначаємо вплив від’ємного послідовного зв’язку на вхідний опір підсилювача. Вхідний опір підсилювача охопленого послідовним зворотним буде визначатися таким виразом

,

де – вхідний струм підсилювача охопленого послідовним зворотним зв’язком, а R_вх – вхідний опір підсилювача без зворотного зв’язку.

Вхідна напруга підсилювача може бути описана таким виразом

_.

Підставляємо і у вираз для вхідного опору і отримуємо

Останній вираз показує, що послідовний від’ємний зв'язок збільшує вхідний опір підсилювача в разів.

Досліджуємо вплив паралельного зворотного зв’язку на вхідний опір підсилювача

де – вхідний струм підсилювача охопленого паралельним зворотним зв’язком, – напруга сигналу на вході підсилювача. Оскільки , то можна записати

де R_вх – вхідний опір підсилювача без зворотного зв’язку.

Використовуючи вирази для і для і отримуємо остаточно

.

Останній вираз показує, що паралельний від’ємний зв'язок зменшує вхідний опір в разів.

Аналогічно можна показати, що від’ємний зворотний зв’язок за напругою зменшує вихідний опір підсилювача в разів

R_вих – вихідний опір підсилювача без зворотного зв’язку.

Вихідний опір підсилювача, який охоплений від’ємним зворотним зв’язком за струмом збільшується в разів

Введення від’ємного зворотного зв’язку дозволяє покращити ряд параметрів підсилювача. Зокрема від’ємний зворотний зв’язок зменшує в разів частотні, фазові і нелінійні спотворення, зменшує напруги шумів і завад.

Коли фаза вхідної напруги підсилювача і напруги зворотного зв’язку збігаються, зворотний зв’язок називається додатним. У цьому випадку , а і коефіцієнт підсилення за напругою буде описуватися наступним виразом

.

При додатному зворотному зв’язку підсилювач зберігає працездатність якщо , в цьому випадку . У випадку, коли , то , то підсилювач втрачає стійкість (або самозбуджується) і перетворюється в генератор електричних коливань широкого спектру. Такий режим роботи підсилювача недопустимий.

Поиск по сайту: