1.5.Влияние последовательной ooc по напряжению на стабильность коэффициента усиления усилителя

При работе усилителя его коэффициент усиления не остается постоянным, а изменяется вследствие различных дестабилизирующих факторов: старение усилительных элементов и деталей, изменение температуры окружавшей среды, влажности, напряжения источника питания и т.д.

Рассмотрим влияние ООС на стабильность коэффициента усиления.

Изменение коэффициента усиления усилителя под действием различных дестабилизующих факторов оценивается относительным изменением коэффициента усиления или .

Рассмотрим влияние ООС по напряжению на стабильность коэффициента усиления усилителя. Продифференцируем выражение (1.2), учитывая, что в общем случае изменяются и коэффициент обратной связи _ос, и коэффициент усиления усилителя К.

(1.3)

Относительное изменение коэффициента усиления усилителя с ООС получим, разделив обе части выражения (1.3) на К_ос.

(1.4).

В большинстве случаев применения OOС в усилителях К_ос »1. Тогда (1.4) можно привести к виду к виду:

.

Таким образом, относительное изменение коэффициента усиления усилителя, охваченного OOС, вызванное изменением коэффициента усиления усилителя без ОС, уменьшается в (1+_осК) раз. Изменение параметров цепи OС существенно влияет на коэффициент усиления усилителя.

Например, пусть усилитель имеет следующие параметры: К=10⁴, _ос=0,1, К_ос=10. При смене транзисторов и изменении напряжения источника питания коэффициент усиления усилителя стал равен 5 10³.

Тогда = 2 10^-3,

т.е. коэффициент усиления усилителя изменился всего на 0,2 %. Поэтому при выполнении неравенства К »1 можно считать, что

Кос ≈ 1/ _ос; ≈

1.6.Влияние последовательной оос по напряжению на входное и выходное сопротивление усилителя

Входное сопротивление усилителя в основном зависит от способа подачи напряжения ООС во входную цепь и не зависит от того, каким образом это напряжение снимается с выхода усилителя. Из рис. 1.11 видно, что входное сопротивление усилителя с ОС

R_{вх ос} = .

При ООС напряжение:

Uвх = U1 + Uос.

Так как U₁ = I_{вх о}сR_вх; U_ос = U₁K_ос = I_{вх ос}R_вхК_ос, то

R_{вх ос} = R_вх (1+ _осК) (1.5)

Из выражения (1.5) видно, что введение последовательной ООС эквивалентно включение последовательно со входным сопротивлением усилителя дополнительного сопротивления, равного R_вх_осК. Таким образом, применение ООС позволяет при больших значениях петлевого усиления _осК »1 получать достаточно высокое входное сопротивление.

Выходное сопротивление усилителя, в отличие от его входного, зависит от того, как снимается напряжения ОС — пропорционально выходному напряжению или пропорционально выходному току, но не зависит от способа подачи напряжения ОС во входную цепь.

Рассмотрим влияние OOС на выходное сопротивление усилителя. Пусть при изменении сопротивления нагрузки выходное напряжение изменяется на некоторую величину U. Определив ток I в выходной цепи усилителя, вызванный изменением выходного напряжения на величину U , можно определить выходное сопротивление усилителя с обратной связью, так как отношение U/I есть R_{вых ос}.

Определим падение напряжения на внутреннем выходном сопротивлении усилителя Rвых при изменении выходного напряжения на величину U, предполагая» что ток, протекающий в цепи обратной связи пренебрежимо мал.

U R_вых = U +KU₁

Напряжение на входных зажимах усилительного элемента U₁ при этом будет определяться изменением выходного напряжения, которое при передаче через цель обратной связи будет равно U_ос.

Таким образом:

U R_вых = U + U_осК = U (1 + _осК)

Найдем теперь ток в выходной цепи усилителя

I = = U (1 + _осК) / R_вых

и выходное сопротивление усилителя с OOС

R_{вых ос} = U/I =

Таким образом, ООС по напряжению уменьшает выходное сопротивление усилителя в 1+_осК раз и позволяет реализовать усилитель с малым (сотые доли Ом) выходным сопротивлением, приближая его выходную цепь к идеальному источнику напряжения, выходной сигнал которого мало изменяется при различных сопротивлениях нагрузки. Указанное свойство ООС широко применяется, например, в усилителях, работающих на изменяющуюся в широких пределах нагрузку.