Усилителя действует

В результате усиления входного сигнала в каждом каскаде усилителя амплитуда выходного напряжения или тока может достигать больших значений и захватывать нелинейные участки ВАХ УЭ, что приводит к появлению нелинейных искажений усиливаемых сигналов. Для уменьшения нелинейных искажений, которые чаще всего появляются в оконечных и предоконечных каскадах, в усилителях применяется отрицательная ОС.

Если длительность импульса Т больше, чем фактическое время установления режима в контуре при включении гармонической э. д. с., то к моменту окончания входного импульса на выходе усилителя амплитуда колебания равна стационарному значению

Выясним влияние отрицательной обратной связи на нелинейные искажения, которые возникают в основном усилителе из-за нелинейности характеристик активных элементов (электронных ламп, транзисторов и т. д.). При синусоидальном напряжении на входе эти искажения проявляются в виде высших гармонических усиливаемой частоты. Допустим, что в отсутствие обратной связи, при подаче на вход амплитуды EI, на выходе усилителя амплитуда напряжения основной частоты равна Ult а амплитуда напряжения одной из гармоник — Un. Усилитель с искажениями можно представить в виде идеального линейного усилителя, на входе которого действует «генератор гармоник», как это показано на эквивалентной схеме 8.10.

Выясним влияние отрицательной обратной связи на нелинейные искажения, которые возникают в основном усилителе из-за кривизны характеристик активных элементов. При гармоническом напряжении на входе эти искажения проявляются в виде высших гармонических составляющих усиливаемого сигнала. Допустим, что в отсутствие обратной связи, при подаче на вход амплитуды э. д. с. ?,, на выходе усилителя амплитуда Напряжения ОСНОВНОЙ частоты равна t/i, а амплитуда напряжения одной из гармоник Un. Усилитель с искажениями можно представить в виде идеального линейного усилителя, на входе которого действует «генератор гармоник» ( 5.23).

Если длительность импульса Т больше, чем фактическое время установления режима в контуре при включении гармонической э. д. с., то к моменту окончания входного импульса на выходе усилителя амплитуда колебания будет равна стационарному значению

К пункту 1 в. Для снятия частотных характеристик ?/вых = F (ш) избирательного усилителя следует регулированием глубины внутренней отрицательной обратной связи добиться срыва генерации, после чего подать напряжение Um на вход усилителя. Амплитуда напряжения (Увх должна соответствовать неискаженной форме кривой ?/вых.

Проведен эксперимент, в ходе которого на вход многокаскадного усилителя низкой частоты был подан гармонический сигнал частотой 1000 Гц и амплитудой 10 мВ. На выходе усилителя амплитуда сигнала составила 12 В. Определить коэффициент усиления по напряжению, выразив его в логарифмических единицах.

Проведен эксперимент, в ходе которого на вход многокаскадного усилителя промежуточной частоты радиоприемного устройства подан гармонический сигнал частотой 465 кГц и амплитудой 120 мкВ. На выходе усилителя амплитуда сигнала составила 8 В. Определить

Проведен эксперимент, в ходе которого на вход многокаскадного усилителя высокой частоты был подан гармонический сигнал частотой 10 мГц и амплитудой 10 мкВ. На выходе усилителя амплитуда сигнала составила 2 В. Определить коэффициент усиления по напряжению, выразив его в логарифмических единицах.

Проведен эксперимент, в ходе которого на вход многокаскадного усилителя был подан гармонический сигнал мощностью 10 мВт. На выходе усилителя амплитуда сигнала составила 15 Вт. Определить коэффициент усиления по мощности, выразив его в логарифмических единицах.

При последовательной обратной связи по напряжению с выхода усилителя снимается часть выходного напряжения С/ос, которое во входной цепи алгебраически складывается с [7ВХ. На 3.22 приведена структурная схема усилителя с последовательной обратной связью по напряжению. Напряжение обратной связи (7ос = и[/вых, где yf,-=R2/(R1 + R2)xR2lRi (обычно jRt»)?2). Здесь во входной цепи усилителя действует напряжение, равное [7ВХ + t/oc.

В выходной цепи усилителя действует усиленный сигнал, что отражено на схеме наличием источника напряжения /Ct/M с выходным сопротивлением /?аых-Внешняя нагрузка RK, потребляющая энергию усиленного сигнала, подключена к выходу усилителя (зажимы 3—4).

Ток /ао можно определить по динамической анодно-сеточной характеристике для заданного режима усиления. Если на входе усилителя действует переменное напряжение ывх = t/BJtm sinco/, то анодный ток будет изменяться по закону ( 6. И, а)

На 33 приведена структурная схема электронной системы с обратной связью. Приведем анализ ее работы, считая для упрощения, что система линейна и безынерционна. Если коэффициент передачи системы /С0 (/со), а коэффициент передачи цепи обратной связи Р (/со), то на входе усилителя действует суммарный сигнал

Усилители, входящие в электронные вольтметры, должны иметь стабильный коэффициент усиления; его нестабильность, вызванную влиянием различных факторов (температурой, нелинейностью амплитудной характеристики усилителя, частотой, «старением» элементов и т.п.), необходимо свести к минимуму. Наиболее эффективный способ стабилизации коэффициента усиления— введение отрицательной обратной связи (ООС). Во входную цепь усилителя вводится напряжение обратной связи 1/о,с> пропорциональное выходному сигналу усилителя. В этом случае непосредственно на входе усилителя действует разность входного напряжения и напряжения обратной связи:

м. д. с. Fy обмотки управления одного усилителя действует согласно с м. д. с. F0 п обмотки подмагничивания, а у другого — встречно. Равновесие плеч моста нарушается, и в цепи нагрузки протекает ток. Фаза переменного тока нагрузки изменяется на л при изменении направления тока управления. Характеристика 2 усилителя получается сложением ординат характеристик 1 и 3 двух усилителей ( 8-10, б).

В последние годы все большее применение получают усилители с преобразованием сигнала, целиком изготовленные по интегральной технологии на одном кристалле. На 5.20 показана схема такого усилителя, выпускаемого промышленностью под маркой 140УД13. Это МДМ-усилитель, изготовленный по интегральной технологии на МДП-транзисторах с индуцированным р-каналом и резисторами, формируемыми путем ионного легирования. На входе усилителя действует балансный модулятор на транзисторах Т\ - Тф Выходное напряжение модулятора в виде последовательности импульсов поступает непосредственно на вход усилителя, представляющего собой ИОУ на МДП-транзисторах. Входной дифференциальный каскад этого усилителя построен на транзисторной паре TS, Те с динамическими нагрузками 7^, Tg (одновременно выполняющими функции источников тока в стоках Т$ и Те). Токи истоков транзисторов Tj и Тб задаются и стабилизируются транзисторными структурами Ту и Тю, выходные сопротивления которых выполняют функции сопротивления Ru в цепи обратной связи. Второй дифференциальный каскад построен по схеме, аналогичной схеме первого каскада, на транзисторах Т 'ц —

Если ток управления отсутствует, то мост уравновешен и ток нагрузки равен нулю. Если по обмоткам протекает ток управления, МДС Fy обмотки управления одного усилителя действует согласно МДС F0 п обмотки подмагничивания, а У другого — встречно. Равновесие плеч моста нарушается, и в цепи нагрузки протекает ток. Фаза переменного тока нагрузки изменяется на я при изменении направления тока управления. Характеристика 2 усилителя получается сложением ординат характеристик 1 и 3 двух усилителей ( 8-10,6).

ООС уменьшает коэффициент усиления, так как па входе усилителя действует не напряжение ивх, а меньшее значение ивх—woc. Поскольку в ОУ Ки очень велико, то из (2.23) при Ки-*-х получаем

В выходной цепи усилителя действует усиленный сигнал, что отражено на схеме источником э.д.с. с действующим значением ?вых и выходным сопротивлением Явых. Внешняя нагрузка Ra, потребляющая энергию усиленного сигнала, подключается к выходу усилителя (зажимы 3 — 4).

На входе модулируемого усилителя действует гармоническое колебание e(t) = Е cos to0/. Из сопоставления a(t) и e(t) видно, что передаточная функция /f(/co0, f), определяемая соотношением (11.16), должна иметь вид