Глава 5. Обратная связь в усилителях

када. Если же цепь ОС сделать частотно-зависимой, то можно

добиться не только спрямления АЧХ (при ООС), но и подъема ее

на заданном участке.

Действие ОС на ФЧХ аналогично действию ее на АЧХ. По-

ложительная ОС увеличивает фазовые искажения, а ООС умень-

шает. Обычно при удовлетворении условий получения необходи-

мой АЧХ одновременно удовлетворяются и требования к ФЧХ.

§5. Амплитудная и динамическая характеристики,

нелинейные искажения

Зависимость выходного напряжения (тока) усилительного кас-

када или усилителя от входного напряжения (тока) выражается амп-

литудной характеристикой. На значительном участке она представ-

ляет собой прямую линию, начинающуюся почти из начала коорди-

нат (от уровня собственных шумов усилителя U Ш ) и доходящую до

таких амплитуд сигнала U BX .МАКС , при которых заметно сказывает-

ся нелинейность характеристик УУ. Таким образом, амплитудная

характеристика дает возможность определить пределы изменения

напряжений U BX и U ВЫХ (тока I BX и I ВЫХ ), для которых усилитель

с заданной точностью можно рассматривать как линейную систему

(согласно рис. 5.10 в пределах U Ш 〈U ВЫХ 〈U ВЫХ .МАКС ).

Для упрощения рассмотрения действия ОС на амплитудную

характеристику предположим, что входной сигнал представляет

собой колебание синусоидальной формы с постоянной амплиту-

дой и частотой. Допустим, что напряжение на выходе усилителя

искажено: отрицательная полуволна имеет амплитуду меньшую,

чем положительная. Если усилитель охватить ООС по напряже-

нию, то напряжение на выходе цепи ОС также будет иметь не-

симметричные полуволны: большая – положительная, меньшая –

отрицательная. Поэтому в результате действия ООС больше ос-

лабится положительная полуволна и меньше отрицательная и, как

следствие, форма колебания на выходе усилителя станет более

симметричной, т.е. нелинейные искажения сигнала уменьшатся.

– 67 –

Л.В. Кропочева. «Усилительные устройства»

Рис. 5.10. Зависимость выходного напряжения от входного

с учетом ОС и без нее

Рис. 5.11. Зависимость коэффициента гармоник от сопротивления

источника сигнала для трех схем включения транзистора

Влияние ООС на амплитудную характеристику усилителя несложно

пояснить графическим способом (ПОС увеличивает нелинейность ам-

плитудной характеристики и поэтому не представляет практического

интереса). Характеристика цепи ОС представляет собой прямую с уг-

лом наклона ϕ (рис. 5.10), который можно найти из уравнения

Rвх.н = (U в + U к ) / I в = h11 + (1 + h21 ) R н , (5.8)

ctgϕ = β = U

ос / U вых.ос .

При действии ОС для восстановления на выходе усилителя пре-

жнего значения напряжения U ВЫХ необходимо напряжение от ис-

точника сигнала увеличить на значение напряжения U OC . Следова-

тельно, амплитудную характеристику усилителя с ОС можно полу-

чить из амплитудной характеристики усилителя без ОС смещением

вправо абсцисс последней на значения U OC . Из такого построения

непосредственно следует линеаризующее действие ООС.

– 68 –