14. Влияние ос на кu и входное сопротивление усилителя

1. Коэффициент усиления усилителя с обратной связьюопределим на примере схемы рис. 3, а для случаяZ_г= 0. Обозначая коэффициент усиления усилителя без введения в него обратной связи, а коэффициент усилителя с обратной связью, (иопределяются в режиме холостого хода на выходе) и, считая усилитель линейной системой, можно написать:

,

где коэффициент передачи цепи обратной связи (или коэффициент обратной связи), определяющий отношение между напряжением обратной связи и выходным напряжением. Отсюда получаем:

.

y

б

в

Рис. 3. Схемы усилителей с ОС

Коэффициент усиления при наличии обратной связи равен:

. (*)

Усилитель с обратной связью можно характеризовать коэффициентом усиления разомкнутой петли обратной связи (модуль величиныиногда называют фактором обратной связи). В частном случае признак напряжения обратной связи противоположен знаку входного напряжения (). Напряжениевычитается из входного, поэтому обратная связь является отрицательной. Коэффициент усиления усилителя с отрицательной обратной связью равен:

.

Таким образом, отрицательная обратная связь уменьшает усиление в (1 + К_u) раз.

При знак напряжения обратной связи совпадает со знаком входного напряжения. Эти напряжения суммируются, и обратная связь становится положительной. Коэффициент усиления усилителей с положительной обратной связью равен:

,

т. е. положительная обратная связь увеличивает усиление в (1 К_u) раз.

Рассмотренные закономерности изменения коэффициента усиления в усилителе, охваченном обратной связью, справедливы при любом способе получения и введения сигнала обратной связи.

Обратная связь изменяет стабильность коэффициента усиления усилителя. Нестабильность усиления можно оценить коэффициентом нестабильности:

,

где К_u– изменение коэффициента усиления за счет каких-либо дестабилизирующих факторов.

Если в схему усилителя введена обратная связь, то коэффициент нестабильности определяется соотношением

,

где К_uо.с – изменение коэффициента усиления усилителя с обратной связью, равноеК_uо.с=К_u/(1 + К_u)².

Тогда

.

Отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент нестабильности в (1 + К_u) раз, что является весьма ценным свойством усилителей с обратной связью. Применяя отрицательную обратную связь в многокаскадном усилителе, имеющем большой коэффициент усиления К_u, можно легко получить произведение К_u>> 1 при малой величине. В этом случае К_uо.с 1/, т. е. усиление практически не зависит от параметров усилительных элементов, параметров схемы и числа каскадов, а определяется лишь коэффициентом передачи цепи обратной связи.