НА ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЯ »
Студенты: Маругина К. А.
Особов А. А.
Лысенко Н. А.
Акалаев Э. А.
Группа: ЭР-16-15
Бригада № 4
Москва 2018
I. Цель работы
1. Изучить различные типы обратных связей и конкретные способы их реализации в усилителе.
2. Провести экспериментальное исследование влияния обратных связей на входное и выходное сопротивления усилителя, на АЧХ и коэффициент усиления напряжения.
II. Подготовка к работе
1. Используя методические указания, содержащиеся в данном сборнике, и рекомендуемую литературу, изучите структурные схемы различных типов обратных связей. Объясните, как влияют различные типы обратных связей на характеристики усилителя.
2. Отметьте на принципиальней схеме усилителя элементы, с помощью которых вводится или исключается тот или иной тип обратной связи.
Обратные связи в микросхемном усилителе 122УН1.
Обратная связь – это связь между входом и выходом усилителя или отдельного каскада. Различают несколько типов обратных связей.
Докажем, что в первом каскаде этого усилителя действует последовательная обратная связь по току. Для доказательства перейдем от схемы первого каскада на рис. 2 к упрощенной схеме на рис. 8. В схеме на рис. 8 не показаны элементы, которые не влияют на образование последовательной обратной связи по току: резисторы R 4 и R 8. На рис. 8 изображено входное сопротивление R ВХ. Входное сопротивление не является физическим элементом (резистором), однако изображение R ВХ показывает, что на входе микросхемы протекает ток, потребляемый от генератора напряжения.
При подаче от генератора напряжения на вход каскада напряжения U ВХ появляются напряжения U УПР и U ОС. Управляющее напряжение U УПР действует на переходе база-эмиттер и вызывает появление коллекторного тока I К. При протекании тока I К через резисторы R 2 и R 3 появляются выходное напряжение U ВЫХ и напряжение U ОС. Напряжение U ОС называется напряжением обратной связи, так как оно образовано выходным током, а действует во входном контуре каскада. Напряжения U УПР и U ОС расположены во входном контуре последовательно, поэтому данную обратную связь называют последовательной. Напряжение U ВХ равно сумме напряжений U УПР и U ОС, следовательно, напряжение U УПР равно разности:
U УПР = U ВХ – U ОС.
 |
Увеличение напряжения U ОС вызывает уменьшение напряжения U УПР. Если напряжение обратной связи уменьшает управляющее напряжение, то обратная связь называется отрицательной. В дальнейшем термин «отрицательная обратная связь» заменим аббревиатурой ООС.
ООС по току стабилизирует коллекторный ток, как переменный, так и постоянный. Стабилизация постоянного тока обеспечивает стабильность параметров транзистора при колебаниях температуры окружающей среды. ООС последовательного типа увеличивает входное сопротивление и уменьшает входную емкость каскада. Если в схеме на рис. 8 включить параллельно резистору R 3 блокировочный конденсатор большой емкости, то ООС по переменному току исчезнет. Последовательную ООС по току называют еще ООС Z -типа.
Покажем, что во втором каскаде микросхемного усилителя также действует последовательная ООС. Для этого обратимся к рис. 9, который является упрощенной схемой второго каскада на рис. 2. В схеме на рис. 9 напряжения U УПР и U ОС расположены так же, как в схеме на рис. 8, следовательно, ООС в схеме на рис. 9 является последовательной.
Если выходное напряжение снимается с выхода 1 (коллекторный выход), то напряжение обратной связи зависит от выходного коллекторного тока, следовательно, в каскаде действует последовательная ООС по току, или ООС Z -типа, которая была рассмотрена в схеме на рис. 8.
В случае, когда выходное напряжение снимается с выхода 2 (эмиттерный выход), напряжение обратной связи образуется напряжением U ВЫХ2, следовательно, в каскаде действует последовательная ООС по напряжению, или ООС H -типа. При включении ООС H -типа увеличивается входное сопротивление и уменьшается входная емкость каскада, уменьшается выходное сопротивление каскада, стабилизируется напряжение U ВЫХ2.
Кроме обратных связей последовательного типа в лабораторном макете можно образовать ООС параллельного типа. Рассмотрим, как реализуются такие ООС, для чего обратимся к рис. 10. В схеме на рис. 10 действует ООС, охватывающая оба каскада, назовем ее общая ООС.
Рис. 10. Реализация обратных связей параллельного типа.
На этом рисунке изображен микросхемный усилитель, используемый в лабораторном макете. Выходной ток второго каскада, протекая через резистор R 7, образует напряжение обратной связи. Через резисторы R 4 и R 5 это напряжение подается на вход усилителя – параллельно входному напряжению U ВХ, но противофазно. Таким образом, данная ООС является параллельной.Так как она охватывает оба каскада, то является общей.
Так же, как в случае с обратными связями последовательного типа, данную обратную связь можно классифицировать как ООС по току, если снимать выходное напряжение с выхода 1, или по напряжению, если снимать выходное напряжение с выхода 2. Параллельная ООС по току называют ООС G- типа. Эта обратная связь уменьшает входное сопротивление первого каскада, стабилизирует выходной ток второго каскада. Параллельная ООС по напряжению называют ООС Y- типа. Эта обратная связь уменьшает входное сопротивление первого каскада и выходное сопротивление второго каскада.