Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [ 82 ] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

лрслложенлым Найквястом. Сущность этого метода состоит в следующем. Если ьБССТи в замкнутый тракт усилщель - цепь обратной связи малый импульсный сигнал и исследовать характер его изменения, то возможны два варианта:

1) с течением времени при многократном прохождении сигнала через все звенья факта он затухает;

2) с течением времени сигнал возрастает.

в первом случае система считается устойчивой, во втором - неустойчивой.

Анализ устойчивости усилителя с обратной связью проводится с помощью построения частотно-фазовой характеристики фактора обратной связи К = ф (/) в по-,;1лрной системе координат в диапазоне частот от О до со, Точкой, характер 1зующеЙ устойчивость усилителя, является точка с координатами р/С = 1; ф = 0. в соответствии с критерием Найквиста, если точка с координатами р/С = 1 и ф = О не охвачена диаграммой = ф (/), то система устойчива, а если точка с этими координата-

мн лежит в пределах диаграммы или на самой кривой ф (/), то система неустойчива.

Для практического построения диаграмм Найквиста можно воспользоваться следующими соображениями [27]. Фактор обратной связи К, как всякая комплексная величина, может быть разделен иа действительную а и мнимую Ь части, являющиеся функциями частоты

+ (/).

Задаваясь различными частотами в пределах /-0...с<5, можно определить для каждой заданной частоты значения а (/) и 6 (/) и отложить их соответственно по оси абсцисс и ординат (рис. 13,3). Модуль Р/С для данной частоты

f,K = Vi (/)] + [ (№ (13.16)

а ф:.:овьтй угат


ф = arctg

а if)

(13,17)

Рис. 13.3. Примеры диаграмм устойчивости усилителя:

а - усилитель работает неустойчиво; б - усилитель работает устойчиво.

Соединяя плавной кривой концы радиус-вектора к, соответствующие разным частотам от О до оо, получим искомую диаграмму устойчивости. Иа рис. 13,3, а приведен пример диаграммы неустойчивой системы, а на рис. 13.3,6 - устойчивой.

При увеличении числа каскадов, охваченных обратной связью, опасность самовозбуждения усилителя возрастает. Один резистивный каскад с частотно-независимой отрицательной обратной связью устойчив при любой величине р/С. Теоретически устойчив при любом [З/С и двухкаскадный усилитель с частотно-независимой обратной связью. Не рекомендуется охватывать общей отрицательной обратной связью более трех каскадов. В многокаскадных усилителях, содержащих более трех каскадов, рекомендуется применять многопетлевую обратную связь, при которой усилитель разбивается на отдельные каскады или группы каскадов, охваченных местной обратной связью. При гюстрос-нии усилителей с отрицательной обратной связью наилучшей схемой люжкаскадиой связи является емкостная связь. Применение трансформаторов нецелесообразно, так как они приводят к большим фазовым сдвигам, в результате которых обратная связь может стать положительной и вызвать самовозбуждение усилителя.



13/1. СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЕЙ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Одной из схем с глубокой отрицательной обратной связью является каскад с эмиттерной нагрузкой, или эмиттерный повторитель, схема которого показана на рис. 13.4. Этот каскад обладает рядом интересных особенностей

Рассматривая работу схемы в области средних частот, будем считать сопротивления разделительных конденсаторов незначительными. Поэтому сопротивление нагрузки переменному току

где Rs •- сопротивление эмиттерной нагрузки постоянному току, обусловливающее динамический режим работы усилительного каскада; R •- сопротивление внешней нагрузки.

Как видно из схемы, напряжение /ых совпадает по фазе (по полярности) с напряжением t/gx, поступающим на вход каскада, в то время как в усилительном каскаде с нагрузкой в цепи коллектора эти напряжения противофазны.

Сопротивление нагрузки включено одновременно как в цепь выхода, так и в цепь входа, благодаря чему все выходное напряжение подается на вход усилителя в качестве напряжения отрицательной обратной связи, т. е. р = -- 1. Согласно (13.8) в этом случае

- = -i47<l, (13.19)

т. е. эмиттерный повторитель не дает усиления по напряжению. Несмотря на это, каскад с эмиттерной нагрузкой обладает рядом преимуществ по сравнению с обычными усилительными каскадами. Наличие в эмиттерном повторителе глубокой отрицательной обратной связи почти полностью устраняет нелинейные и частотные, искажения сигнала. Поэтому форма выходного напряжения остается такой же, как и на входе, а амплитудно-частотная характеристика оказывается равномерной в широком диапазоне частот.

Входное сопротивление эмиттерного повторителя велико (см. формулу 13.10). С достаточной для практических расчетов точностью его величина может быть определена по формуле "

D [%+ (э+зкв..)( + Р)] .,оот

% + (Э+экв,н)(1+Ш + -

где R " ---параллельное соединение сопротивлений Rb и Rb

Rb +

делителя.

1 Нетрудно убедиться, что данная схема, по существу, представляет собой каскад с общим коллектором, основные свойства которого были рассмотрены в параграфе 10.6.

Следует учесть, что в формулах (13.20) и (13.21) р - коэффициент усиления по току транзистора, а не коэффициент передачи цепи обратной связи.



/?вых -

1 + р )

-о -£>

Благодаря малому выходному сопротивлению каскада он хорошо согласуется с низкоомной нагрузкой. Кроме того, при низком выходном сопротивлении каскада шунтирующее влияние емкости нагрузки С, подключенной параллельно сопротивлению оказывается несущественным. Поэтому амплитудно-частотная характеристика эмиттерного повторителя не имеет завала на высших частотах, характерного для обычных усилительных каскадов.

Перечисленные особенности эмиттерного повторителя позволяют применять его в тех случаях, когда надо

отделить предыдущую часть схемы от ее нагрузки, которая изменяется по величине, имеет малое сопротивление или большую входную емкость.

Схемы усилителей с отрицательной обратной связью весьма разнообразны. В качестве примера на рис. 13.5 приведены некоторые ти-

Рис. 13.4. Схема эмиттерного повторителя.


Рис.13.5. Схемы транзисторных усилителен с отрицательной обратной связью:

а, б - напряжение обратной связи срримается с резистора; в - напряжете обратной связи снимается с обмотр(и выходного трансформатора.

пичные схемы транзисторных усилителей с отрицательной обратной связью.

Напряжение обратной связи f/p в схеме на рис. 13.5, а снимается с резистора Rs, включенного в цсиь эмиттера и не зашунтированного

(13.21)



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [ 82 ] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0016