23. Пример усилителя звуковой частоты. 24. Уменьшение искажений в усилителе с помощью отрицательной обратной связи. 25. Линейная система с отрицательной обратной связью.
На
рисунке приведена приближенная к
практике схема усилителя звуковых
частот (УЗЧ) [4]. Транзисторы Q1,
Q2,
Q3
работают в классе А, транзисторы
комплементарной пары Q4,
Q5
работают в классе АВ. Входной сигнал
через конденсатор С1 поступает на базу
Q1,
рабочая точка которого задана делителем
напряжения R1,
R2,
эти резисторы имеют большое сопротивление
и почти не ослабляют сигнал. Транзисторы
Q1,
Q2
образуют дифференциальный усилитель
со вторым входом на базе Q2
и выходом на коллекторе Q1.
Значение сигнала на этом выходе зависит
от разности сигнала на обоих входах
дифференциального усилителя. 
Специальная
цепь отрицательной обратной связи
начинается с выхода усилителя и подает
на базу транзистора Q2
напряжение обратной связи Uос
= U2
∙ R7/
(R7
+ R8)
= U2∙
Kос.
Здесь Кос – коэффициент обратной связи.
Цепь обратной связи рассматривается
как передаточное звено, имеющее на входе
U2
и на выходе Uос.
Отношение выхода ко входу передаточного
звена будем называть коэффициентом
передачи этого звена. Ради простоты при
рассмотрении переменных напряжений и
токов в качестве сигналов коэффициент
передачи представляем как отношение
амплитуд сигналов. Для вычисления
коэффициента передачи всего усилителя
воспользуемся аналогией с катодным
повторителем и схемой. Справа на рисунке
приведен коэффициент передачи U2/U1.
Если Кос=1, то получается то же, что и для
катодного повторителя. Для простоты
представим близкое к реальности усиление
первой ступени УЗЧ на транзисторах
Q1,Q2
равное К1=40, второй ступени на Q3
К2=10 и третьей ступени на Q4
и Q5
К3= 1 и Кос = 1/20. Если бы не было обратной
связи (например можно при наладке
усилителя разомкнуть ее цепь), общее
усиление составляло бы К разомк = К1∙
К2∙ К3 = 40∙10∙1 = 400. Тогда общее усиление
с обратной связью составит К =
400/(1+400∙Кос) = 19 или с небольшой ошибкой,
пренебрегая единицей в знаменателе, К
= 1/Кос =
20. То есть коэффициент усиления по
напряжению всего усилителя практически
полностью зависит от коэффициента
обратной связи Кос. В данном случае
обратная связь снижает усиление почти
в 20 раз. Зачем же вводится обратная
связь? Это делается – для уменьшения
искажений усилителя, которые вносятся
главным образом выходной ступенью. Ее
основное назначение – усиление сигнала
по току и мощности. Учитывая, что нагрузкой
усилителя является громкоговоритель
с небольшим сопротивлением (порядка
4 ом), выходная ступень работает со
значительными токами в классе АВ, что
связано с искажениями, показанными на
рис. 11 справа. Как было показано выше,
коэффициент передачи всего усилителя
почти полностью определяется коэффициентом
передачи цепи обратной связи, а ее
выполняют на пассивных линейных элементах
– резисторах, конденсаторах, катушках
индуктивности. Они не вносят нелинейных
искажений, но уменьшают сигнал , Кос ≤1.
