 |
Виды обратных связей усилителей.
|
|
|
|
Различают два вида специально вводимой обратной связи:
Положительную, если в результате ее введения коэффициент усиления возрастает. При положительной обратной связи фаза напряжения, подаваемого с выхода усилитзля на его вход (фаза напряжения обратной связи), совпадает с фазой входного сигнала;
Отрицательную, если в результате введения обратной связи коэффициент усиления уменьшается. При отрицательной обратной связи фаза напряжения обратной связи противоположна фазе входного сигнала. В усилителях обычно применяется лишь отрицательная обратная связь, которая способствует улучшению его качественных показателей. Положительная обратная связь применяется главным образом в генераторах.
Усилители с обратной связью различают по способу включения цепи обратной связи на выходе усилителя (по способу получения напряжения обратной связи) и по способу подачи напряжения обратной связи на вход усилителя.
Усилитель с обратной связью можно характеризовать коэффициентом усиления разомкнутой петли обратной связи. В частном случае при re k,fiu < 0 знак напряжения обратной связи противоположен знаку входного напряжения. Напряжение с/ос вычитается из входного, поэтому обратная связь является отрицательной.
Эти напряжения суммируются, и обратная связь становится положительной.
Отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент нестабильности в 1 + л*ир„ раз, что является весьма ценным свойством усилителей с обратной связью. Применяя отрицательную обратную связь в многокаскадном усилителе с большим коэффициентом усиления даже при малой величине ри, можно легко получить произведение. B этом случае усиление практически не зависит от параметров усилительных элементов, параметров схемы и числа каскадов, а определяется лишь коэффициентом передачи цепи обратной связи. Если цепь обратной связи состоит из качественных пассивных элементов, то стабильность коэффициента усиления будет очень высокой. Следует иметь в виду, что в общем случае величины ки и ри являются комплексными.
|
|
|
Биполярный транзистор в схемотехнических приложениях представляют как четырехполюсник и рассчитывают его параметры для такой схемы. Для транзистора как четырехполюсника характерны два значения тока I1 и I2 и два значения напряжения U1 и U2 (рис. 5.23).
Рис. 5.23. Схема четырехполюсника
В зависимости от того, какие из этих параметров выбраны в качестве входных, а какие в качестве выходных, можно построить три системы формальных параметров транзистора как четырехполюсника. Это системы z-параметров, y-параметров и h-параметров. Рассмотрим их более подробно, используя линейное приближение.
С точки зрения измерений r и g параметры имеют существенные недостатки, затрудняющие их точное измерение. Поскольку входное сопротивление биполярного транзистора мало, а выходное велико, при измерениях предпочтительно во входной цепи осуществлять по переменному току режим холостого хода (сопротивление измерительной цепи на заданной частоте выше входного сопротивления транзистора), а в выходной режим короткого замыкания (сопротивление измерительной цепи меньше выходного сопротивления транзистора).
Предположим, что при измерениях будут задаваться входной ток и выходное напряжение и измеряться входное напряжение и выходной ток, после чего результирующие вольтамперные характеристики транзистора будут записаны в виде:
U1 = f1(I1, U2), I2 = f2(I1, U2) (4_67)
Полные дифференциалы входного напряжения и выходного тока запишутся в следующем виде:
(4_68)
Перейдя к записи малых сигналов? уравнение (4_65) преобразуем к виду:
|
|
|
(4_69)
Задавая переменные сигналы тока во входную и напряжения в выходную цепи, возможно выполнить измерения соответствующих значений напряжений во входной цепи и токов в выходной, на основе которых возможно рассчитать малосигнальные h-параметры транзистора, которые будут как безразмерными, так с размерностью проводимости и сопротивления (поэтому эту систему называют системой смешанных параметров). Расчет параметров осуществляется по формулам, следующим из (4_66):
h11=u1/i1- входное сопротивление транзистора, измеренное в режиме u2 = 0 - короткого замыкания по переменному току в выходной цепи,
h22=i2/u2- выходная проводимость транзистора, измеренная в режиме i1 = 0 - холостой ход по переменному сигналу во входной цепи,
h21=i2/i1- коэффициент передачи тока, измеренный в режиме u2 = 0 - короткого замыкания по переменному току в выходной цепи (для ОБ h21=α, для ОЭ h21=β),
h12=u1/u2- коэффициент обратной связи по напряжению, измеренный в режиме i1 = 0 - холостого хода по переменному току во входной цепи.
Схема замещения транзистора, соответствующая малосигнальным h-параметрам, приведена на рис. б.
К недостаткам h-параметров следует отнести то, что поскольку данная система является смешанной, она неудобна для схемотехнических расчетов. В схемотехнических расчетах могут использоваться r или g параметры, рассчитанные на основе h параметров.
Рассмотренные системы параметров могут использоваться как на низких, так и на высоких частотах. При этом соответствующие значения на высоких частотах становятся комплексными, и r, g, h параметрам на высоких частотах будут соответствовать комплексные Z, Y, H параметры.
Т-образная малосигнальная эквивалентная схема приведена на рис. 3.37. Она включает: 
дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода;
сопротивление тела базы;
дифференциальное выходное сопротивление транзистора;
дифференциальный коэффициент передачи тока в схеме с общей базой.
Схема получена путем линеаризации классической модели Эберса-Молла для активного режима. Для данного режима генератор тока I i2 в схеме на рис. 3.37 отсутствует и iЭ = i1. При линеаризации вместо эмиттерного перехода с нелинейной характеристикой появляется его дифференциальное сопротивление rЭ. Сопротивление rК, учитывающее эффект Эрли определяется по выходным характеристикам транзистора в схеме с ОБ (см. определение параметра h 22) величина r к составляет десятки - сотни килоом и часто не учитывается.h21Б - параметр, аналогичный статическому коэффициенту передачи тока , но для малых приращений. В практических расчетах h21Б часто принимают равным единице.
|
|
|
|
|
|
