 |
Влияние отрицательной обратной связи на параметры и характеристики усилителя
|
|
|
|
Выясним, как изменяются при введении отрицательной обратной связи амплитудно-частотная характеристика, стабильность коэффициента усиления, величина входного и выходного сопротивлений усилителя. Ранее было показано, что 
– каскад имеет максимум коэффициента усиления в области средних частот и уменьшение коэффициента усиления в области низких и высоких частот. Ширина полосы пропускания усилителя определяется верхней 
и нижней 
граничными частотами, которые связаны с параметрами усилителя. Для 
- усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, коэффициент усиления в области высоких частот равен:
.(5.71)
Числитель (5.71) - это коэффициент усиления усилителя с отрицательной обратной связью в области средних частот
С учетом этого коэффициент усиления усилителя с отрицательной обратной связью в области высоких частот равен:
, (5.73)
где
. (5.74)
Из выражения (5.74) следует, что постоянная времени нагрузочной цепи усилителя, охваченного последовательной отрицательной связью по напряжению в (
) раз меньше постоянной времени нагрузочной цепи усилителя без обратной связи. Это означает, что верхняя граничная частота усилителя 
увеличивается в (
) раз, расширяя полосу пропускания усилителя.
В области низких частот коэффициент усиления 
- усилителя с отрицательной обратной связью равен:
. (5.75)
Выражение в числителе – это коэффициент усиления усилителя с отрицательной обратной связью в области средних частот
С учетом этого выражение для коэффициента усиления усилителя в области низких частот запишется в следующем виде:
, (5.77)
где
. (5.78)
Таким образом, постоянная времени переходной цепи усилителя, охваченного последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, в 
раз больше постоянной времени усилителя без обратной связи. При этом нижняя граничная частота усилителя уменьшается в 
раз, то есть происходит расширение полосы пропускания в сторону низких частот.
|
|
|
Введение в усилитель отрицательной обратной связи уменьшает нестабильность коэффициента усиления, причиной которой являются факторы окружающей среды – время, температура, влажность, давление, оказывающие влияние на параметры активных и пассивных элементов. Для усилителя с обратной связью изменение коэффициента усиления оценивают относительной величиной при постоянной величине коэффициента обратной связи. Если по каким-либо причинам коэффициент усиления усилителя изменяется на величину 
, то коэффициент усиления усилителя с обратной связью также изменится на некоторую величину 
. Для усилителя с отрицательной обратной связью
. (5.79)
Продифференцируем это выражение по 
при 
:
. (5.80)
Из этого выражения следует, что относительное изменение коэффициента усиления усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, уменьшаются пропорционально глубине обратной связи и равно
. (5.81)
При глубокой отрицательной обратной связи 
и коэффициент усиления усилителя с обратной связью равен:
. (5.82)
Таким образом, при глубокой отрицательной обратной связи коэффициент усиления не зависит от параметров усилителя, а определяется только параметрами цепи обратной связи.
Введение в усилитель отрицательной обратной связи изменяет величину его входного и выходного сопротивлений. Результаты влияния обратной связи на величину 
и 
приведены в таблице 5.1.
Влияние отрицательной обратной связи на и 
Таблица 5.1
| Обратная связь по напряжению | Обратная связь по току | ||
| Последовательная | Параллельная | Последовательная | Параллельная |
|
 
|
|
|
| 
|
|
|
|
|
|
Из таблицы видно, что последовательная отрицательная обратная связь увеличивает входное сопротивление усилителя пропорционально глубине обратной связи, а параллельная обратная связь уменьшает входное сопротивление пропорционально глубине обратной связи.
Отрицательная обратная связь по напряжению уменьшает выходное сопротивление усилителя пропорционально глубине обратной связи, а отрицательная обратная связь по току увеличивает выходное сопротивление усилителя пропорционально глубине обратной связи.
Возможность увеличения входного сопротивления и уменьшения выходного сопротивления усилителя является важным свойством отрицательной обратной связи с точки зрения согласования каскадов усиления.
Рис.5.27. Усилитель с последовательной отрицательной обратной связью по току
Рис.5.29. Усилитель с параллельной отрицательной обратной связью по току
|
|
|
