Обратные связи в усилителях

Обратной связью в усилителях называют передачу всего или части выходного сигнала во входную цепь усилителя. Цепь, по которой осуществляется передача сигнала ОС, называется цепью обратной связи. Петлей ОС называют замкнутый контур, включающий в себя цепь ОС и часть усилителя между точками ее подключения. Местной петлей ОС (местной ОС) называют ОС, охватывающую отдельные каскады или часть усилителя. Общая ОС охватывает весь усилитель.

Влияние обратной связи на параметры усилителя определяется видом об-ратной связи, наличием или отсутствием в цепи обратной связи частотнозависимых элементов.

Упрощенная структурная схема усилителя с обратной связью показана на рис. 5.5. Усилитель имеет в направлении, указанном стрелкой, коэффициент усиления . Другим прямоугольником обозначена цепь ОС, имеющая коэффициент передачи

, – напряжение ОС, передаваемое с выхода усилителя на вход. Коэффициент показывает, какая часть выходного напряжения передается обратно на вход, поэтому его называют коэффициентом обратной связи. Обычно , т.е. цепь ОС является пассивным линейным четырехполюсником.

Коэффициент усиления и коэффициент передачи цепи ОС в общем случае являются величинами комплексными, учитывающими возможный фазовый сдвиг на низких и высоких частотах за счет наличия в схемах реактивных элементов. В диапазоне средних частот коэффициент усиления К и коэффициент передачи цепи ОС β можно считать вещественными величинами.

Если напряжение совпадает по фазе со входным напряжением , то в точке сравнения происходит сложение сигналов, и ОС называют положительной (ПОС). Если и противофазны ( ), то в точке сравнения происходит их вычитание и ОС называют отрицательной (ООС).

По способу получения сигнала обратной связи различают: ОС по напряжению (рис. 5.6, а), когда сигнал обратной связи пропорционален выходному напряжению ; ОС по току (рис. 5.6, б), когда сигнал обратной связи пропорционален току выходной цепи ; комбинированную обратную связь (рис. 5.6, в), когда сигнал ОС пропорционален как напряжению, так и току выходной цепи.

Для определения вида ОС можно воспользоваться следующим правилом: если при коротком замыкании нагрузки напряжение ОС сохраняется, то реализована ОС по току; если же оно стремится к нулю, то реализована ОС по напряжению.

Поскольку в усилителях обычно используются каскады на БТ с ОЭ и ПТ с ОИ, то можно достаточно просто определить вид ОС по способу подачи сигнала ОС во входную цепь. Если цепь ОС подключена к эмиттеру (или истоку) транзистора, то связь последовательная, а если к базе (или затвору), то параллельная. Для определения вида обратной связи (ОСС, ПОС) необходимо просмотреть прохождение полуволны входного сигнала по петле ОС.

Отрицательная обратная связь позволяет улучшить ряд параметров усилителя, поэтому она нашла на практике преимущественное применение. Оценку влияния обратной связи на параметры усилителя рассмотрим на примере схемы с последовательной ОС по напряжению.