Влияние ОС на ширину полосы пропускания.
Для однокаскадного усилителя:
;
;
Для низкочастотных усилителей условие противофазности входного и выходного сигналов выполняется лишь на средних частотах. За счет фазовых сдвигов на частотах близких к граничным каждого каскада возможен переход ООС в ПОС.
Влияние ОС на коэффициент гармоник.
ООС приводит к уменьшению как паразитных гармоник сигнала, так и самого полезного сигнала. Данное уменьшение полезного сигнала мажет быть компенсировано за счет использования зонального усилительного каскада, устанавливаемого до каскада с ООС (каскада мощного усиления, характеризуемого значительными нелинейными искажениями).
Установим связь между наибольшим значением входного напряжения без и с ООС. При последовательной ООС:
Максимальное входное напряжение определяется допустимыми нелинейными искажениями:
в
раз меньше
без ОС:
;
,т.к.
(без ОС при заданном
)
Влияние ООС на входное сопротивление усилителя.
Входное сопротивление усилителя определяется способом введения четырехполюсника ОС во входную цепь усилителя. Способ снятия ОС практически не влияет на .
Входное сопротивление У с последовательной ОС (см. рис а):
.;
;
;
(ОУ
)
При последовательной ООС входное сопротивление возрастает в раз.
При параллельной ООС входное сопротивление уменьшается в раз.
Влияние ООС на выходное сопротивление усилителя.
Выходное сопротивление усилителя с ОС зависит от способа включения цепи ОС в выходную цепь У, и не зависит от способа введения.
Определим выходное сопротивления усилителя с последовательной ООС по напряжению (см. рис. б):
- ;
(замыкают клеммы,
остается);
- На выходные зажимы усилителя подается напряжение ;
Тогда на вход усилителя поступает только напряжение ОС, (предполагается
). Напряжение
усиливается, создавая на выходе
.
по знаку совпадает с
, поскольку усилитель инвертирует входной сигнал (
меняется на противоположный).
Т.о., в выходной цепи действуют два сигнала ЭДС, направление которых совпадает. Сопротивление принимают значительно большим
(чтобы не шунтировать его), сл-но выходной ток будет определяться только сопротивлением
, сопротивлением усилителя без ОС.
,
, где .
Т.о., ООС по напряжению приводит к уменьшению в
раз. Это объясняется тем, что ООС по напряжению стабилизирует выходное напряжение, т.е. противодействует его изменению.
;
При ООС по току возрастает
раз, поскольку она стабилизирует выходной ток, т.е.
.
Широкополосные каскады.
Широкополосные усилители предназначены для усиления электрических сигналов в диапазоне частот от 1-ц Гц до 10~100-ен МГц, а также для усиления импульсных сигналов.
Для расширения полосы пропускания в области низких частот (уменьшение нижней граничной частоты ) необходимо увеличивать постоянную времени
. Увеличение
достигается за счет максимально возможного увеличения емкостей разделяющих
и шунтирующих
конденсаторов, а также сопротивлений резисторов в цепях перезаряда этих конденсаторов.
Увеличение С ограничивается их размерами
Увеличение R ограничивается параметрами транзистора (т.к. , т.к.
)
Для расширения полосы пропускания в области высоких частот (увеличение верхней граничной частоты ) необходимо уменьшить постоянную времени
.
Исключить влияние емкостей p-n переходов транзистора возможно путем применения высокочастотных транзисторов.
возможно уменьшить за счет уменьшения
и
, но обычно задается
при
.
Если описанные меры не дают существенного выигрыша, то применяют специальные корректирующие цепи для низких и высоких частот.