6. Обратные связи усилителя

О братной связью называется электрическая связь между каскадами усилителя, при которой часть энергии усиленного сигнала с выхода усилителя передается на его вход.

Uос

Такая связь создается специально путем введения в схему усилителя цепи обратной связи. В этом случае на вход усилителя подается напряжение

где – напряжение на выходе цепи обратной связи, – коэффициент передачи обратной связи. Знак напряжения определяется схемной реализацией цепи обратной связи. Если брать со знаком «+» ( лежит в пределах от 0 до +1), то он усиливает входное напряжение, а такая обратная связь называется положительной. Если брать со знаком «-» ( лежит в пределах от -1 до 0), то оно уменьшает входное напряжение, а такая обратная связь называется отрицательной.

Кроме этого обратную связь разделяют на связь по напряжению ( ) и по току ( ). Наличие обратной связи существенно влияет на коэффициент усиления усилителя. В этом случае при введении в усилитель ПОС он будет определяться из выражения:

где К – коэффициент усиления усилителя без цепи обратной связи.

А при введении в усилитель отрицательной обратной связи (ООС) коэффициент усиления определяется из выражения:

где К – также коэффициент усиления усилителя без цепи обратной связи.

В режиме усиления электрических сигналов используется отрицательная обратная связь. При этом она обеспечивает неизменность коэффициента усиления при изменении параметров транзистора.

Наличие положительной обратной связи изменяет режим и усилитель переходит в режим генерирования сигналов.

На рис. 9 показана схема усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором

Нагрузка сопротивления подключена в цепь эмиттера через разделительный конденсатор С_р2. Поскольку сопротивление этого конденсатора на средних частотах незначительно, то сопротивление нагрузки в цепи эмиттера можно считать равным:

Входной параллельный сигнал вызывает появление в коллекторной и эмиттерной цепях параллельных составляющих токов коллектора и эмиттера . Выходное напряжение будет равно:

В данной схеме разница между входным и выходным напряжением равна напряжению на открытом эмиттерном переходе и является весьма маленькой. Поэтому можно считать, что выходное напряжение действует как на выходе, так и на входе схемы . Для эмиттерного перехода транзистора, напряжение и противофазные, так как они направлены встречно. Следовательно, в схеме существует отрицательная обратная связь (ООС) по напряжению, элементом цепи которой является резистор и с коэффициентом передачи равным . Поскольку в данном усилителе фаза и значение входного напряжения повторяются на входе, его называют эмиттерным повторителем. Достоинством эмиттерного повторителя является низкое выходное сопротивление порядка единиц и десятка Ом и высокое входное сопротивление определяется как:

и имеющее значение на несколько порядков больше, чем в усилительном каскаде на транзисторе с общим эмиттером. Поэтому эмиттерный повторитель применяют для согласования высокоомного выхода какого-либо каскада с низкоомным входом следующего каскада или нагрузки.