Обратная связь и ее влияние на характеристики усилителя
Обратной связью называют связь между электрическими цепями, при которой часть энергии выходного сигнала передаётся на вход.
Существуют различные способы снятия энергии с выхода схемы и подачи её на вход схемы (см. рисунок 1).
Если энергию сигнала снимают с выхода схемы параллельно нагрузке, рис. 1а, связь называется обратной связью по напряжению.
Если же сигнал обратной связи снимают с выхода схемы последовательно с нагрузкой, рис.1б, связь называют обратной связью по току.
Рисунок 1- Способы снятия сигнала обратной связи:
а) обратной связи по напряжению б) обратной связи по току
По способу введения сигнала обратной связи во входную цепь усилителя различают: последовательную обратную связь, параллельную обратную связь.
Рисунок 2 - Способы введения сигнала обратной связи:
а) последовательная по входу обратная связь б) параллельная по входу обратная связь
Обратная связь значительно влияет на свойства и характеристики усилителя.
Обратная связь (ОС) называется отрицательной (ООС), если выходной сигнал усилителя вычитается из входного. Если фаза входного сигнала совпадает с фазой сигнала обратной связи то обратная связь (ОС) называется положительной (ПОС).
При ООС коэффициент усиления усилителя с обратной связью у меньшается, а при ПОС – возрастает.
С выхода усилителя напряжение передается на его вход через цепь ОС с коэффициентом передачи β:
Введение ООС уменьшает нелинейные искажения и помехи в усилительных устройствах.
Обратная связь изменяет выходное и входное сопротивления цепи, к которой оно подключен.
ООС по току - выходное сопротивление возрастает.
ООС по напряжению - выходное сопротивление уменьшается.
Последовательное подключении цепи обратной связи ко входу усилителя увеличивает сопротивление, а при параллельном – уменьшает сопротивление.
ООС стабилизирует коэффициент усиления усилителя, уменьшая его нестабильность.
Стабилизации режима работы усилителя
Последовательная ООС по току
Рисунок 3
Элементом, обеспечивающим ООС в данной схеме, является резистор Rэ. Падение напряжения на нем, обусловленное протеканием тока эмиттера Iэ, является запирающим для перехода ЭБ транзистораVT1.
Стабилизирующие свойства ООС в данной схеме на этом и основаны: увеличение Iк (Iэ) в силу любых причин приводит к увеличению падения напряжения на резисторе Rэ (напряжения Uoс), что в свою очередь приводит к частичному запиранию транзистора VT1, таким образом - к уменьшению Iк (Iэ).
И наоборот, уменьшение тока Iк (Iэ) в силу любых причин (изменения температуры, напряжения источника питания и т.д.) приводит к уменьшению падения напряжения на Rэ, следовательно, более сильному открыванию перехода ЭБ.
Параллельная ООС по напряжению
Схема принципиальная резисторного каскада на биполярном транзисторе с коллекторной стабилизацией представлена на рисунке 4
Рисунок 4
Обратная связь в данном каскаде реализуется за счет подачи части выходного напряжения транзистора на его вход через резистор R1. Точнее, резистор R1 обеспечивает ООС по постоянному току для стабилизации IК.