мех, применением УЭ с более линейной характеристикой (обычно применяют более мощные УЭ). Для уменьшения Дс сжимают диапазон сигнала с помощью ручной или автоматической регулировки усиления. Передача будет хорошей, если соотношение воспроизводимых мощностей составляет 10, что соответствует соотношению напряжений Ю, т. е. Ду==201д ЮбО дБ.

§ 21.3. Обратная связь в усилителях

Общие сведения. Под обратной связью-(ОС) понимают передачу энергии сигнала в направлении, обратном направлению усиливаемого сигнала (практически из выходных цепей усилителя во входные цепи). Такую обратную связь называют внешней. На рис. 21.8 приведена функциональная схема усилителя, с внешней ОС. Цепь усилителя с коэффициентом усиления К между его входом (точка А) и выходом (точка В) охвачена цепью ОС (между точками В и Л) с коэффициентом передачи по напряжению р.

Цепь ОС совместно с цепью усилителя, которую она охватывает, образует замкнутый контур (точка А, усилитель, В, цепь ОС, Л), называемый петлей ОС. Произведение называют петлевым усилением и обозначают буквенным символом Т=К. Обратная связь может специально вводиться в схему усилителя для изменения его характеристик или возникнуть самопроизвольно из-за физических особенностей УЭ. Самопроизвольно возникающую ОС называют внутренней. Она может возникнуть также из-за непредусмотренных индуктивных, емкостных или электромагнитных связей между выходными и входными цепями усилителя и бесконтрольно ухудшить его технические показатели, вследствие чего является нежелательной (паразитной) ОС. Практически ОС изменяет технические показатели лишь той части усилителя, которая охватывается петлей ОС.

Виды обратной связи. Вид обратной связи определяется способом снятия и введения энергии сигнала, знаком петлевого усиления, зависимостью коэффициента передачи р от частоты.

По способу снятия энергии сигнала различают ОС по напряжению, току и смешанную (по току и напряжению).

На рис. 21.9 приведена структурная схема усилителя с ОС по напряжению. На схеме вход цепи ОС подключается параллельно сопротивлению нагрузки R. Напряжение С/р на входе цепи ОС может быть равно напряжению на выходе усилителя f/вых (см.- рис. 21.9, а) или пропор-£ ционально ему (рис. 21.9, б), если снимается с делителя R1R2. В этом случае выходной ток усилителя /вых отличается оттока нагрузки /н.

При ОС по току (рис. 21.10, а) вход це-

Рис. 21.8. Схема с одно- ™ ОС (цепи с р) подключается последова-нетлевой обратной связью тельно С нагрузкой RC помощью резистора

i-~ /(

Рис. 21.9. Снятие ОС по напряжению с нагрузки и с делителя

и=иц прямо пропорци-

R. Напряжение на входе цепи ОС

опально току через нагрузку /н (обычно вык-к-Яр ).

В случае омешанной ОС (рис. 21.10, б) с помощью резистора R2 создается напряжение f (ОС по напряжению), а с помощью резистора - напряжение 1)" (ОС по току). Напряжение на входе цепи ОС t "=t/V-ft/p" пропорционально как выходному напряжению f/bbix, так и току /н через нагрузку.

По способу введения энергии сигнала различают последовательную, параллельную и комбинированную схемы ОС. При последовательной ОС (рис. 21.11, а) выходная цепь ОС относительно входной цепи усилителя без ОС включена последовательно с э. д. с. источника сигнала Ей, поэтому напряжение ОС Uf, действует последовательно с Ей относительно входных клемм 1-1 усилителя без ОС. Для осуществления параллельной ОС (рис. 21.11, б), выход цепи

i о-

iBtif

z Ih

III fi

Рис. 21.10. ОС по току и смешанная

ОС (клеммы 5-5) подключен относительно входной цепи усилителя (клеммы /-/) параллельно источнику э.д.с. сигнала (клеммы 4-4), поэтому UBx=Ufi. В случае комбинированной ОС (рис. 21.11, в) U= =C/pi + f7p2. При этом напряжение t/pi действует относительно входных зажимов 1-1 последовательно с э.д.с. £и, а Uz - параллельно ей. Практически наиболее часто в электронных усилителях применяется последовательная ОС по напряжению и ОС по току, а также параллельная ОС по напряжению и ОС по току.

По знаку действительного значения петлевого усиления Т (например, р/() различают положительную и отрицательную ОС. При

z BI , -o o-

-o z

R3 Vj.,

-r-o -o.

Рис. 21.11. Схемы последовательной, параллельной и комбинированной ОС

положительной ОС сигнал с выхода на вход усилителя поступает в фазе с колебаниями входного сигнала, в результате чего возрастает коэффициент усиления усилителя. Этот вид связи используется главным образом в автогенераторах. При отрицательной обратной связи (ООС) колебания с выхода на вход усилителя поступают в противофазе с входным сигналом, вследствие чего его коэффициент усиления уменьшается. Широкое распространение в усилителях получила ООС. Она способствует улучшению их качественных показателей. Если в рабочем диапазоне частот коэффициент ОС р является функцией частоты, то получаем частотно-зависимую ОС.

Влияние ОС на основные параметры усилителя. 1. Обратная связь может влиять на коэффициенты усиления по напряжению К, току Ki и мошности Км [см. (21.3)]. Для оценки влияния ОС удобнее пользоваться Кп. Определим Кн усилителя с последовательной обратной связью по напряжению (рис. 21.12). Если с выхода на вход усилителя подается напряжение С/р, то коэффициент передачи цепи (фактор) ОС по напряжению

При положительной обратной связи р может принимать значения от О до -1-1, а при отрицательной - от О до -1. Обычно в схемах усилителей р=0,05-0,2. Напряжение ОС t/p= ± ЗС/вых, как следует из (21.14), пропорционально выходному напряжению.

Результирующее напряжение

-го-i - -

-п-Г. Г Г... = и

на входе усилителя

tA = Т7ех 4- f/p = г/ех + ( ± резвых) ИЛИ

Рис. 21.12. Последовательная ОС по напряжению

,, = £/-(±pCA,„,) = tA-(±CAp).

(21.15)

Коэффициент усиления по напряжению с ОС {согласно (21.3), (21.8) и (21.14)] определится отношением выходного напряжения усилителя к входному напряжению внешнего источника.