Принцип отрицательной обратной связи

Принцип отрицательной обратной связи.
;
Коэффициент усиления усилителя, охваченного отрицательной обратной
связью , определяется только обратной связью и не зависит от параметров самого
усилителя. Если в качестве цепи обратной связи использовать R-C цепи, то получится
активный фильтр. В цепи обратной связи можно использовать нелинейные
элементы и на их основе получать нелинейные функции, применяемые в
вычислительной технике.
Оценка зависимости коэффициента усиления реального усилителя, охваченного
отрицательной обратной связью, от Ад.

Рабочая полоса частот расширяется за счет действия отрицательной
обратной связи.
Произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания
для ОУ, охваченного отрицательной обратной связью, равно частоте единичного
усиления ОУ без обратной связи.

Неинвертирующая схема включения операционного усилителя.
Следящий усилитель
Важным особым случаем неинвертирующего усилителя является случай k=1, т.е.
Roc=0; R1→∞.
Схема следящего усилителя используется
также как схема эмиттерного повторителя, в качестве
преобразователя сопротивлений. В этой схеме разница
между входным и выходным напряжениями составляет
несколько мкВ. Входное сопротивление большое.

Входное сопротивление неинвертирующего операционного усилителя.
Входное сопротивление, благодаря действию
отрицательной обратной связи, умножается на
Если мы работаем с источником сигнала, имеющим выходное
сопротивление больше 50 кОм, нужно пользоваться усилителем с полевыми
транзисторами на входе, т.к. он имеет большое входное сопротивление и лучшие
характеристики шума.
Выходное сопротивление
Выходное сопротивление значительно уменьшается за счет действия
отрицательной обратной связи.

Отрицательная обратная связь – определение и примеры

Отрицательная обратная связь – это тип регулирования в биологических системах, в котором конечный продукт процесса, в свою очередь, уменьшает стимул этого же процесса. Обратная связь, как правило, является регуляторным механизмом, присутствующим во многих биологических реакциях. Позволяя определенным путям быть выключенными и включенными, организм может контролировать различные аспекты своей внутренней среды. Это похоже на переключение переключателя. Обратная связь позволяет продукту пути управлять коммутатором. Иногда называемый «петлей отрицательной обратной связи», отрицательная обратная связь возникает, когда продукт пути отключает биохимический путь. Положительный отзыв, противоположность отрицательной обратной связи, обнаруживается в других биологических путях, в которых продукт увеличивает путь. Ниже приведены примеры отрицательных отзывов.

Физиология ЦНС -часть. Принципы координации в ЦНС: Доминанта, обратной связи, реципрокности и др.

Регулирование уровня сахара в крови

Каждый раз, когда вы едите, механизм отрицательной обратной связи контролирует уровень сахара в вашем кровь, Основной сахар в вашей крови – это глюкоза. После того как вы что-то съели, ваше тело поглощает глюкозу из крови и откладывает ее в кровь. Это увеличивает концентрацию глюкозы и стимулирует выработку поджелудочной железой химического вещества, называемого инсулином. Инсулин является клеточной сигнализацией молекула который говорит мускул а также печень клетки поглощать глюкозу. Клетки печени хранят избыток глюкозы в виде гликоген цепочка глюкоз, используемых в качестве продукта хранения. Мышечные клетки могут хранить глюкозу или использовать ее для выработки АТФ и сокращения. Когда этот процесс происходит, концентрации глюкозы в крови истощаются. Глюкоза была основным сигналом для поджелудочной железы для производства инсулина. Без этого поджелудочная железа перестает вырабатывать инсулин, а клетки перестают поглощать глюкозу. Таким образом, уровни глюкозы поддерживаются в определенном диапазоне, и остальная часть тела имеет постоянный доступ к глюкозе. Механизм отрицательной обратной связи в этой системе особенно проявляется в том, как высокие уровни глюкозы приводят к включению пути, что приводит к продукту, предназначенному для снижения уровня глюкозы. Когда уровень глюкозы становится слишком низким, путь прекращается.

Регулирование температуры

Все эндотермы регулируют их температуру. Эндотермы – это животные, которые регулируют свое тело при температуре, отличной от окружающей. Вы можете думать о млекопитающих и птицах как о наиболее распространенных эндотермах. Большинство путей, ответственных за регулирование температуры, контролируются отрицательной обратной связью. По мере повышения температуры ферменты и пути в организме «включаются» и контролируют различные виды поведения, такие как потоотделение, одышка и поиск тени. Когда животное делает это, температура его тела начинает снижаться. Активность этих путей, которая обусловлена ​​высокой температурой, также начинает уменьшаться. В конце концов достигается температура, при которой путь перекрывается. Другие пути присутствуют при слишком низких температурах, а также отключаются, когда организм достигает оптимальной температуры. Эти пути могут дрожать, искать убежище или сжигать жир. Все эти действия снова нагревают тело и блокируются конечным продуктом их реакций – нагреванием.

Заполнение унитаза

Многие студенты склонны бороться с абстрактными биологическими примерами негативных отзывов. Не бойся! Простой и обычный предмет домашнего обихода использует отрицательный отзыв каждый день. В баке на задней панели вашего туалета находится шар или поплавок, который лежит на уровне воды. Когда вы опорожняете бак, уровень воды падает. Давление от поплавка, который удерживал клапан, сбрасывается, и в бак поступает новая вода. Клапан, управляемый поплавком, подобен ферменту, который контролирует уровень продукта, который он создает. По мере того, как больше воды (продукта) заполняет резервуар, поплавок медленно уменьшает количество воды, пропускаемой через клапан. Клапан аналогичен ферменту, который регулируется обратной связью от продукта, который он помогает создать или впустить в клетка.

викторина

1. Что из следующего представляет отрицательный отзыв?A. Тромбоциты крови выделяют химические вещества, которые привлекают больше тромбоцитов крови, а затем заполняют рануB. Одна птица, спасающаяся от хищника, подстегивает трех птиц, что, в свою очередь, пугает всю стаюC. При производстве аминокислоты фермент, используемый клеткой, ингибируется после того, как аминокислота достигает определенной концентрации.

Ответ на вопрос № 1

С верно. Первые две системы представляют положительные отзывы. По мере того, как несколько человек начинают реагировать, гораздо больше поощряют реагировать. Эти системы приводят к реакциям, которые идут к завершению в одном направлении. Например, вся стая улетит или вся рана будет закрыта. В третьем случае продукт регулирует путь. Это означает, что элемент не будет расходовать слишком много энергии и будет производить именно то количество продукта, которое ему необходимо.

2. Пчелы интересным образом контролируют температуру своего улья. Когда температура становится слишком высокой, определенные пчелы посылают сигнал остальной части колонии, чтобы начать определенное поведение. Пчелы испаряют воду изо рта и размахивают крыльями, чтобы значительно снизить температуру. По мере охлаждения колония возобновляет свою нормальную деятельность. Какой из следующих терминов описывает этот сценарий?A. Положительный отзывB. Негативный отзывC. Ингибирование ферментов

Ответ на вопрос № 2

В верно. Это пример отрицательной обратной связи. Стимул вызывает у пчел реакцию, которая снижает стимул. В свою очередь, путь в конечном итоге перекрыт. Помните, что механизмы обратной связи могут быть частью систем всех размеров, от химических путей до деятельности целых групп организмов.

3. Вы забираетесь в горячую плиту, чтобы захватить свой обед. Ваш палец соскальзывает с горячей площадки и касается горячего горячего блюда в духовке. Сигнал отправляется на ваш головной мозг, который говорит вашей руке сжиматься. Когда ваш палец перестает гореть, ваша рука может расслабиться. Что представляет собой этот сценарий?A. Негативный отзывB. Положительный отзывC. Бой или Полет ответ

Ответ на вопрос № 3

верно. Снова, стимул, который вызвал реакцию, удален через процесс. Это отрицательный отзыв. Ответ может быть связан с боем или бегством, но помните, что даже эти процессы должны контролироваться той или иной формой обратной связи, иначе они будут продолжаться вечно. Механизм отрицательной обратной связи позволяет системе переустанавливаться после стимула, что на клеточном уровне позволяет подготовиться к реакции на другой стимул.

Отрицательная обратная связь в усилителях

Транзисторы, будучи полупроводниковыми приборами, имеют два существенных недостатка. Первый связан с уже отмеченной принципиально нелинейной зависимостью тока коллектора от управляющего напряжения. Второй недостаток заключается в том, что характеристики транзистора сильно зависят от температуры. В частности, с ростом температуры возрастает неуправляемый ток коллектора /ко, связанный с генерацией пар «электрон—дырка» (он увеличивается в два раза при повышении температуры на каждые 10°С). В зависимости от температуры изменяется коэффициент передачи тока транзистора (3. Это приводит к уходу рабочей точки р от своего первоначального положения, изменению коэффициента усиления и опять же к нелинейным искажениям выходного напряжения.

Существенное снижение нелинейных искажений обеспечивает использование в усилителях отрицательной обратной связи. При этом часть выходного сигнала подается обратно на вход, с тем чтобы противодействовать входному сигналу. Вследствие этого, естественно, уменьшается усиление. Однако с помощью отрицательной обратной связи можно добиться, чтобы усиление практически не зависело от нелинейной передаточной характеристики транзистора и в основном определялось соотношением омических сопротивлений.

Схема, приведенная на рис. 2.6, использует отрицательную обратную связь но току. Она обеспечивает компенсацию нелинейных искажений и термостабилизацию рабочей точки. Элементом, обеспечивающим эту связь, является резистор в эмиттерной цепи /?э. Пусть увеличение коллекторного тока вызвано увеличением напряжения /7ВЭ. Это приведет к увеличению падения напряжения на R3. Поскольку это напряжение приложено к эмиттеру транзистора, его рост приводит к уменьшению напряжения между базой и эмиттером транзистора и противодействует, таким образом, усилению. Следовательно, введение резистора R3 обеспечивает отрицательную обратную связь (ООС). Поскольку она вызвана протеканием эмиттерного тока, ее называют последовательной ООС по току.

Схема с отрицательной обратной связью но току

Рис. 2.6. Схема с отрицательной обратной связью но току

Приближенно можно считать, что приращение напряжения на Щ’ равно приращению напряжения на R3 (см. работу эмиттерного повторителя):

В связи с тем, что через RK протекает практически тот же ток, что и через R3, то и изменение падения напряжения Д UR на сопротивлении RK будет больше, чем соответствующее изменение Д[/Кэ на сопротивлении R:) в RK / R3 раз. Следовательно, коэффициент усиления по напряжению схемы с ООС приближенно определяется как

Как видим, коэффициент усиления уже не зависит от параметров транзистора, а определяется только соотношением омических сопротивлений RK и кэ.

Положим теперь, что увеличение тока коллектора вызвано повышением температуры. Поскольку потенциал на базе транзистора при этом не изменяется, приращение Л.иЯ) приведет к уменьшению управляющего напряжения иБЭ и снижению тока базы, а следовательно, и тока коллектора. Ток коллектора, таким образом, стабилизируется.

Для отвода от резистора R:) переменной составляющей тока эмиттера /э_ включают шунтирующий конденсатор Сэ достаточно большой емкости (десятки микрофарад), сопротивление которого Хс = 1/2л/Сэ для переменного тока составляет небольшую величину.

Рассчитать каскад с общим эмиттером с отрицательной обратной связью по току для транзистора, характеристики которого представлены на рис. 2.5. Напряжение ЕК = 20 В, режим работы по постоянному току определен точкой р. Коэффициент передачи базового тока транзистора р = 50.

Решение. В соответствии с положением рабочий точки р падение напряжения на транзисторе UK3p= 10 В, ток 1Кр= 10 мА. Примем коэффициент усиления по напряжению схемы k = 10.

Определим величины сопротивлений резисторов RK и R3. Суммарное сопротивление резисторов RK + R3=(EK — UK3p) /IKp = (20 — 10) / 0,01 = 1000 Ом. Для обеспечения коэффициента k = 10 отношение Дк / R3= 10. Решив систему двух уравнений

получим Дк= 909 Ом, Rr) = 91 Ом. С учетом ряда предпочтительных номиналов резисторов Е24 (см. приложение 3) номиналы резисторов Л’к и R3 составят /ф = 910 Ом, /?э= 9Юм.

Определим напряжения (/-, и t/B. Падение напряжения на R3 составит

По входной характеристике определяем напряжение в рабочей точке р:

Тогда напряжение UB = U3 + Uh3p= 0,91 + 0,2 = 1,11 В.

Определим величины сопротивлений делителя R’V), /?f’ исходя из коэффициента передачи базового тока. Так как (3 = 50, ток 1Бр = / Р = 0,01 / 50 = 0,0002 Л. Примем

ток делителя /д = 51Бр = 5 • 0,0002 = 0,001А. Чтобы обеспечить напряжение [/ь= 1,11 В,

величина сопротивления

В соответствии с рядом Е24 номинал R? = 1,1 кОм и падение напряжения на нем составит 1,1 В. При напряжении питания Ек= 20 В на резисторе R’b должно падать напряжение

Ток через резистор Таким образом,

величина сопротивления RБ составит Ом. В соответствии

с рядом Е24 номинал R’h = 16 кОм.

ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Работа любого полупроводникового устройства сильно зависит от температуры, причем стабилизировать температуру практически невозможно, так как она зависит от токов, протекающих через электронные элементы. С целью компенсации дрейфа выходного сигнала при изменении параметров системы в схему вводят цепь отрицательной обратной связи. То есть на вход системы подается с обратным знаком сигнал, пропорциональный выходному. Обратная связь может быть полной (коэффициент обратной связи Кос = 1) или неполной (Кос ^ ВЬ1Х или ?/вых = KvUBx2. Для эле-

мента обратной связи входным напряжением является ?/вых, а выходным: Uoc (см. рис. 2.50): Кос = или Uoc = KocUBblx, причем UBXl =

= UBx2 + Uoc. Тогда для коэффициента усиления всей системы будет справедливо

Знаменатель формулы (1 + КосКц) называют глубиной обратной связи. При КосКц » 1, а это справедливо практически всегда, так как усилители создаются с условием получения как можно большего коэффициента усиления Кц, получается Кус = —. Это означает, что

суммарный коэффициент усиления не зависит от параметров прямого усилительного каскада, а зависит от параметров обратной связи. Следовательно, подбирая в систему обратной связи высокостабильные элементы, можно добиться высокой стабильности работы всей системы.

Рассмотрим применение обратной связи на примере устройств, собранных на базе биполярного транзистора и операционного усилителя.

Простой усилительный каскад на биполярном транзисторе с отрицательной обратной связью в цепи коллектора изображен на рис. 2.51.

Усилительный каскад на биполярном транзисторе

Рис. 2.51. Усилительный каскад на биполярном транзисторе

Рассмотрим работу каскада на постоянном токе (?/вх = const). Увеличение температуры приведет к увеличению коллекторного тока /к. При этом изменится ток /н, следовательно, увеличится напряжение URh. По второму закону Кирхгофа можно составить уравнение: u Rh + и ос + и *х = Unm, или URh + Uoc = Umj — UBX. При увеличении напряжения URh и постоянных Ubx и ?/пит напряжение Uoc уменьшается, транзистор призакрывается и коллекторный ток уменьшается, выходное напряжение ?/вых остается постоянным. Таким образом достигается стабилизация работы каскада при изменении температуры.

Систем обратной связи в электронных схемах существует множество, например в усилительном каскаде (рис. 2.52), собранном на биполярном транзисторе, обратная связь применяется как для стабилизации работы при изменении температуры, так и для компенсации снижения коэффициента усиления каскада на высоких частотах.

Усилительный каскад на биполярном транзисторе

Рис. 2.52. Усилительный каскад на биполярном транзисторе

Рассмотрим работу каскада и назначение элементов, из которых он состоит. Резистор RBH и моделирует внутреннее сопротивление источника входного напряжения (евх). Это сопротивление необходимо учитывать, так как от входного сопротивления усилительного каскада будет зависеть работа входного источника. Чтобы исключить это влияние, необходимо входное сопротивление усилителя сделать как можно большим. Конденсатор Свх обеспечивает развязку источника постоянного напряжения Unm от входной цепи. Через этот конденсатор переменная составляющая входного напряжения поступает на базовую цепь транзистора VT, но постоянное напряжение от источника Unm (через резисторы Rb /?вн и) не будет влиять на входной сигнал. Резисторы Rl и R2, образующие делитель напряжения, подают на базу транзистора напряжение, которое приоткрывает транзистор, перемещая рабочую точку на линейный участок входной характеристики. Это необходимо для снижения нелинейных искажений при усилении переменного сигнала. Резистор RK ограничивает ток, протекающий через коллектор, что предотвращает выход из строя транзистора, если он будет полностью открыт.

Резистор R3 играет роль отрицательной обратной связи. Он включается в цепь для стабилизации положения рабочей точки на амплитудной характеристике при изменении температуры. Обратная связь работает следующим образом: изменение температуры должно привести к изменению коллекторного тока, а следовательно, и тока эмиттера /э = /к. Напряжения ?/бэ и UR2 от температуры зависят мало, но по второму закону Кирхгофа URi = 1/6э + U^, следовательно, от температуры не будет зависеть и напряжение U^. Up

Учитывая, что /э = ——, можно сделать вывод, что /к ~ /э не будет Яэ

меняться при изменении температуры. Отрицательная обратная связь замкнулась.

Конденсатор Сэ включен параллельно резистору R3 для компенсации изменения сопротивления эмиттерного перехода транзистора при увеличении частоты входного сигнала (отрицательная обратная связь по частоте). При повышении частоты входного сигнала сопротивление эмиттерного перехода транзистора увеличивается, снижая эмиттерный ток, но при этом общее сопротивление пары R3, Сэ падает, что приводит к увеличению тока эмиттера.

Конденсатор Свых обеспечивает развязку источника постоянного напряжения Unm от выходной цепи. Этот конденсатор не пропускает постоянное напряжение от источника Unm через резистор RK в нагрузку (RH), так как реактивное сопротивление конденсатора постоянному току равно бесконечности. Переменный же сигнал на нагрузку проходит с минимальными искажениями.

Необходимо также отметить, что при увеличении тока базы, т.е. входного напряжения (t/BX), снижается напряжение UK3, а это приводит к снижению UBUX, следовательно, коэффициент усиления такого каскада — отрицательный (фаза выходного сигнала сдвинута относительно входного на 180°). Такие усилительные каскады называют инвертирующими.

5 Основные схемы включения оу. Инвертирующее включение

ОУ обычно применяется с обвязывающими цепями. Применение этих цепей позволяет выполнять с помощью его математические операции: алгебраическое суммирование, интегрирование, дифференцирование. Инвертирование — это изменение знака. Одновременно со всеми указанными операциями выполняется усиление входного сигнала.

Типовая схема инвертирующего включения представлена на рис. 64а. Схема замещения выходной цепи представлена на рис. 64б.

На основе свойств ОУ можно записать следующие уравнения:

На основе этих уравнений получаем:

где Zос/Zвх=Ку -коэффициент усиления схемы.

Отношение Uвых/Uвх в случае, если каждая из этих величин записана в преобразовании Лапласа, называется передаточной функцией схемы. Понятие передаточной функции — одно из основополагающих понятий теории управления.

Применение инвертирующего усилителя в качестве интегратора

Схема представлена на рис. 65. На ней: Zвх=Rвх; Zос=1/pCос. Тогда

где Ти=Сос×Rвх-постоянная интегрирования.

Получение этих же зависимостей с помощью подробного описания на основе двух свойств ОУ:

Выходное напряжение ОУ:

uвых= –1/Cос∫iосdt= –1/Cос∫(uвх /Rвх)dt= –1/(CосRвх)∫uвх dt–1/(pСосRвх)×Uвх.

Диаграмма работы интегратора представлена на рис. 66.

-Uвых/Uвх=Rос/(1/ рСвх)= рСвхRос=рТд,

где Тд=СвхRос — постоянная дифференцирования.

Диаграммы работы представлены на рис.68, где π/2 -сдвиг по фазе. Амплитуда выходного сигнала зависит от Тд (чем больше Тд, тем больше амплитуда).

Uвых= Uвх1×Rос/Rвх1 + Uвх2× Rос/Rвх2 + Uвх3×Rос/Rвх3.

Входов может быть сколько угодно, знаки входных напряжений произвольны.

Если в качестве Zос применить Cос, то одновременно с суммированием будет выполняться и интегрирование.

На практике резисторы устанавливаются величиной 1кОМ÷десятки кОМ.

Преимущества и недостатки обратной связи в усилителях

Преимущества обратной связи:

1. Улучшение стабильности и точности усиления: Обратная связь позволяет усилителю иметь более стабильное и точное усиление сигнала. Она компенсирует изменения в параметрах усилителя, таких как температура, напряжение питания и характеристики компонентов, и поддерживает усиление на заданном уровне.

2. Улучшение линейности: Обратная связь позволяет усилителю работать в более линейном режиме, что означает, что выходной сигнал будет более точно соответствовать входному сигналу. Это особенно важно для усилителей, используемых в аудио- и видеоаппаратуре, где точность передачи сигнала является критической.

3. Улучшение устойчивости к помехам: Обратная связь помогает усилителю подавлять внешние помехи и шумы, которые могут влиять на качество сигнала. Она позволяет усилителю фильтровать нежелательные частоты и усиливать только нужный сигнал.

4. Увеличение полосы пропускания: Обратная связь позволяет усилителю иметь более широкую полосу пропускания, что означает, что он может передавать сигналы с более высокими частотами. Это особенно важно для усилителей, используемых в системах связи и передачи данных.

Недостатки обратной связи:

1. Увеличение искажений: Обратная связь может привести к увеличению искажений сигнала, особенно в случае неправильной настройки или неправильного выбора параметров обратной связи. Это может привести к искажению звука или изображения, что нежелательно в аудио- и видеоаппаратуре.

2. Увеличение шума: Обратная связь может увеличить уровень шума в усилителе, особенно если шумы входного сигнала усиливаются вместе с полезным сигналом. Это может снизить качество передачи сигнала и ухудшить его воспроизведение.

3. Усложнение конструкции: Обратная связь требует дополнительных компонентов и схем в усилителе, что может усложнить его конструкцию и увеличить стоимость производства. Это может быть проблемой при разработке компактных и недорогих устройств.

4. Возможность возникновения осцилляций: Неправильная настройка или неправильный выбор параметров обратной связи может привести к возникновению осцилляций или самовозбуждению усилителя. Это может привести к неправильной работе устройства и повреждению компонентов.

В целом, обратная связь является мощным инструментом для улучшения характеристик усилителей, но требует тщательной настройки и правильного выбора параметров для достижения оптимальных результатов.

Примеры применения обратной связи в усилителях

Усилители звуковой частоты

Обратная связь широко применяется в усилителях звуковой частоты, таких как усилители для аудиосистем и музыкальных инструментов. Она позволяет улучшить качество звука, увеличить уровень громкости и снизить искажения.

В усилителях звуковой частоты обратная связь используется для стабилизации усиления и расширения полосы пропускания. Она позволяет усилителю автоматически регулировать уровень усиления в зависимости от входного сигнала, чтобы достичь желаемого уровня громкости и минимизировать искажения.

Усилители постоянного тока

Обратная связь также применяется в усилителях постоянного тока, которые используются для усиления постоянного сигнала, например, в системах автоматического регулирования источников питания.

В усилителях постоянного тока обратная связь позволяет усилителю поддерживать стабильный выходной ток или напряжение, несмотря на изменения входного сигнала или нагрузки. Она обеспечивает точность и стабильность работы усилителя, что особенно важно в системах автоматического регулирования.

Усилители радиочастоты

Обратная связь применяется также в усилителях радиочастоты, которые используются в радиосвязи и радиоприемниках.

В усилителях радиочастоты обратная связь позволяет усилителю усилить слабый радиосигнал до достаточного уровня для передачи или декодирования. Она также помогает усилителю подавить шумы и искажения, что позволяет получить более чистый и четкий сигнал.

Это лишь некоторые примеры применения обратной связи в усилителях. Обратная связь является важным инструментом в электротехнике и находит применение во многих других областях, таких как системы управления и обработка сигналов.

Входное сопротивление усилителя, охваченного обратной связью.

рис. 2.13

Обратимся к структурной схеме усилителя с последовательной отрицательной обратной связью (рис. 2.13).

Обозначим через Zвх входное комплексное сопротивление цепи прямой передачи:

Zвх = Úвх2 / Íвx где Íвx − комплексное действующее значение тока Iвx.

Найдем входное комплексное сопротивление Zвх ос усилителя, охваченного обратной связью:

Zвх ос =Úвх1/Íвx

Таким образом, Zвх ос = Zвх · ( 1 + β′ · Ќ u) Пусть коэффициенты Ќ u и β′ являются вещественными (Ќu= Кu и β′ = β).

Отсюда следует, что последовательная отрицательная обратная связь увеличивает входное сопротивление по модулю. Практически всегда это является положительным фактором.

Выходное сопротивление усилителя, охваченного обратной связью.

Обозначим через Zвых и Zвых ос соответственно выходное комплексное сопротивление цепи прямой передачи и выходное комплексное сопротивление усилителя, охваченного обратной связью. По определению Zвых = − ∆Úвых / ∆Íвых где ∆Úвых, ∆Íвых — приращения комплексных действующих значений соответственно напряжения Uвыхи тока Iвых. При этом предполагается, что обратная связь отключена (например, выход цепи обратной связи закорочен).

Также предполагается, что Uвхl = const, а изменение величин Uвых и Iвых вызвано изменением сопротивления нагрузки.

По определению Zвых ос = − ∆Úвых / ∆Íвых но при этом предполагается, что обратная связь действует и что Uвхl = const.

В этом случае причиной возникновения приращения ∆Úвых является не только падение напряжения на выходном сопротивлении Zвых, но и появление приращения ∆Úвых = − ∆Íвых · Zвых – ∆Úос · Ќ u где ∆Úос − комплексного действующего значения напряжения Uос.

Следовательно, Ќuос= Ќu/ ( 1 + β′ · Ќu) Знаки «минус» использованы потому, что и увеличение тока Iвых, и увеличение напряжения Uо свызывают уменьшение напряжения Uвых.

Отсюда с учетом, что ∆Úос = ∆Úвых · β′получим ∆Úвых= −∆Íвых· Zвых/ ( 1 +β′ ·Ќu) В соответствии с этимZвых ос = − ∆Úвых / ∆Íвых =Zвых/ ( 1 + β′ · Ќu)

Пусть коэффициенты Ќu и β′ являются вещественными. Тогда, очевидно, отрицательная обратная связь по напряжению уменьшает выходное сопротивление усилителя. Очень часто это является положительным фактором.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий