11. Обратные связи в усилителях. Виды обратной связи (ос). Влияние ос на входное и выходное сопротивление усилителя.

Обратные связи

1) Отрицательная обратная связь (ООС) - (UВХ-UВЫХ) сигнал с выхода на вход приходит в противофазе.

2) Положительная обратная связь (ПОС)- (UВХ^+UВЫХ⁾сигнал с выхода на вход приходит в фазе.

По типу связи:

1) Последовательная обратная связь – сигнал обратной связи включен в разрыв входной цепи.

2)Параллельная обратная связь – сигнал обратной связи включен параллельно входной цепи.

Выходное сопротивление усилителя зависит от того, каким образом вводится ОС. Если отрицательная ОС вводится по напряжению, то выходное сопротивление уменьшается, если по току -— увеличивается. Введение ОС широко используется для целенаправленного изменения выходного сопротивления и позволяет реализовать усилители с очень малыми (сотые доли ом) и очень большими (сотни — тысячи мегом) выходными сопротивлениями. При введении ОС по напряжению усилитель приближается к идеальному источнику напряжения, выходной сигнал которого мало изменяется при различных сопротивлениях нагрузки. ОС по току стабилизирует ток нагрузки, приближая усилитель к идеальному источнику тока.

Входное сопротивление также зависит от способа введения во входную цепь сигнала ОС. При ее отсутствии входное сопротивление определяется входными напряжением и током усилителя. При последовательной схеме введения ОС входное сопротивление увеличивается в (1+BКо) раз при отрицательной обратной связи и уменьшается в (1-BКo) раз при положительной. Введение параллельной ОС эквивалентно включению параллельно входному сопротивлению усилителя дополнительного сопротивления, в результате чего входное сопротивление уменьшается как при отрицательной, так и при положительной ОС. При больших Кo и малом сопротивлении в цепи обратной связи входное сопротивление может составить десятые и тысячные доли Ом.

12. Усилительный каскад с оос (эммитерный повторитель).

Используется для согласования низкоомной нагрузки (Rн мало) с высокоомным сопротивлением источника сигнала (Rг велико), т.к. имеет большое входное и малое выходное сопротивление.

13. Усилители мощности (УМ). Особенности работы. Однотактный усилитель мощности класса А.

14. Трансформаторный двухтактный усилитель мощности класса В.

15. Бестрансформаторный двухтактный усилитель мощности класса В (АВ).

16. Назначение и особенности усилителей постоянного тока (УПТ).

17. Дифференциальный усилитель (ДУ). Схема, особенности. Работа ДУ.

Дифференциальный усилитель (ДУ) предназначен для усиления разности двух напряжений U_{ВЫХ ДУ}=К_{U ДУ}×(U_ВХ2-U_ВХ1). В идеальных ДУ выходное напряжение пропорционально только разности входных напряжений и не зависит от их абсолютной величины.

Принципиальная схема ДУ на биполярных транзисторах приведена на рисунке 2.4а. А принцип работы поясняется с помощью рисунков 2.4б и 2.4в.

а)

б)

в)

Если на вход 1 подать гармонический сигнал (рисунок 2.4б), а вход 2 соединить с общим проводом, то ток коллектора первого транзистора I_К1 будет изменяться в соответствии с сигналом. При положительном полупериоде сигнала на входе ток коллектора VT1 увеличивается, падение напряжения на резисторе R1 также увеличивается и напряжение на коллекторе транзистора VT1, (на выходе 1) уменьшится. Таким образом, выход 1 по отношению ко входу 1 является инвертирующим. Если теперь напряжение подавать на вход 2, то при положительном полупериоде сигнала на входе ток коллектора I_К2 также будет расти, но на эту же величину снизиться ток I_К1 (в цепи эмиттеров стоит источник тока I_К1+ I_К2= I₀) и напряжение на выходе 1 будет увеличиваться. Т. е. вход 2 по отношению выхода 1 является неинвертирующим.

Коэффициент усиления дифференциального усилителя в первом случае равен

K_{U ДУ}=U_{ВЫХ 1} / U_{ВХ 1} (1),

U_{ВЫХ 1}= I_К1×R1 (2). I_К1= h_21Э× I_Б1 (3)

Входное напряжение распределяется на двух эмиттерных pn-переходах

U_{ВХ 1} =(I_Б1×h_11Э+ I_Э2× h_11Б). (4)

I_Э2= (h_21Э+1) ×I_Б1 (5) и h_11Б= h_11Э / (h_21Э+1) (6)

Подставляя (2, 3, 4, 5 и 6) в (1) получим K_{U ДУ}= h_21Э×R1 / 2×h_11Э. Входное сопротивление R_ВХ= U_{ВХ 1}/ I_Б1= 2×h_11Э.

Таким образом, для получения большого входного сопротивления необходимо работать при малых токах базы, но при этом значительно снижается коэффициент передачи по току h_21Э, а, следовательно, и К_{U ДУ}.

В ДУ, выполненных таким образом, коэффициент усиления составляет

K_{U ДУ}=10-20, а входное сопротивление десятки кОм, что далеко от идеала.