Лекция 23

1. Послідовний ЗЗ за напругою

2. Послідовний ЗЗ за струмом

3. Паралельний ЗЗ за напругою

4. Паралельний ЗЗ за струмом.

Спосіб введення і спосіб знімання можно визначити шляхом умовного обриву джерела сигналу та навантаження

Обрив та КЗ джерела сигналу визначає спосіб введення.

Обрив та КЗ навантаження визначає спосіб знімання.

1.

а) обрив навантаження  Uзз зникає  ЗЗ за струмом.

б) обрив навантаження Uзз не зникає  ЗЗ за напругою.

а) Ін = 0. б)Uн = 0.

Uзв = 0, Uзз = 0. Uвих  0, Uзз  0.

Є схеми, де цього недостатньо. Тобто потрібно використовувати два методи.

в) КЗ навантаження Uзз не зникає  ЗЗ за струмом.

г) КЗ навантаження  Uзз зникає  ЗЗ за напругою.

(рис аналог.)

Це були способи знімання. А тепер способи ввімкнення ЗЗ:

2.

а) обрив джерела сигналу Uзз зникає  ЗЗ послідовний

б) обрив джерела сигналу Uзз не зникає  ЗЗ паралельний.

в) КЗ джерела сигналу Uзз прикладений до входу  ЗЗ послідовний

г) КЗ джерела сигналу Uзз зникає (закор.)  ЗЗ паралельний.

Вплив ЗЗ на параметри підсилювачів:

Вплив ЗЗ на коефіцієнт підсилення:

(послідовне введення)

Спосіб знімання ролі не відіграє.

Ku = Uвих/Uвх - без ЗЗ.

Ku* = Uвих/Ес - наскрізний Ku без ЗЗ.

 = Uзз/ Uвих.

U`вх = Uвх+ Uзз.

Ku.зз = Uвих/ Uвх = .Uвих / (U`вх – Uзз) = Ku/(1-Кu).

Розглянемо два класичні випадки:

а) Uзз синфазна з Uвх

Ku.зз = Ku/(1-Кu).

Висновок:при ПЗЗ коефіцієнт підсилення підвищується в 1-К раз.

б) Uзз протифазна з Uвх

Ku.зз = Ku/(1+Кu).

Висновок: при ПЗЗ коефіцієнт підсилення зменшується в 1+К раз.

Паралельний ЗЗ не змінює коефіцієнт підсилення, але змінює наскрізний коефіцієнт підсилення.

Формула буде така сама, але: Ku.зз* = Ku*/(1-Кu*).

Zвх – вхідний опір підсилювача.

Це спосіб здійснення паралельного ЗЗ.

Чим більше Ri дод , тим сильніше ЗЗ.

Вплив ЗЗ на нестабільність коефіцієнта підсилення.

(вивід формули дивись практику)

Висновок:НЗЗ зменшує відносний коефіцієнт підсилення в 1+К раз. Причини цього: розкид параметрів елементів, нестабільність температури, зміна напруги живлення.

Класичним прикладом є ОУ із ЗЗ

Ku = R2/R1;

Внаслідок того, що НЗЗ підвищує стабільність підсилювача при одночасному зниженні коефіцієнта підсилення, прицизійні підсилювачі мають набагато більше каскадів підсилення, ніж в підсилювачах з аналогічним коефіцієнтом підсилення без ЗЗ.

Вплив ЗЗ на вхідний опір.

При послідовному ЗЗ:

Zвх.зз = Uвх/ Івх.

Zвх.= U`вх/ Івх

Zвх.зз = Zвх (1-Кu).

1. НЗЗ збільшує Rвх в 1+К разів.

2. ПЗЗ зменьшує Rвх

Лекція 24.

В більшості випадків вхідний опір активного елемента може бути представлений у вигляді паралельного зєднання Rвх-Свх.

Rвх.зз = Rвх (1-К).

Cвх.зз= Cвх (1-К).

Таким чином, НЗЗ збільшує активну складову вхідного опору і зменшує вхідну ємність.

При паралельному ЗЗ можна виконати аналогічний аналіз, якщо виходити з умови, що:

Іс = Івх+Ізз (*).

ПЗЗ найчастіше здійснюється через опір ЗЗ, який утворює разом з Rі подільник.

Виходячи з (*) при негативному ЗЗ вхідний опір буде зменшуватись, оскільки Iс та Iзз протифазні та Rвх буде зменшуватись.

Для цього випадку еквівалентна схема може може бути така:

Тобто при паралельному ЗЗ Rвх зменшується на величину, що визначається опором зв”язку, зменшеним в (1+К) разів.

В загальному випадку ЗЗ здійснюється не тільки через активний опір Rзз. Це можуть бути і більш складні кола з опором Zзз комплексне. І в залежності від складових Zзз вхідний опір може змінюватись по-різному.

При зв”язку через ємність активна складова Rвх не змінюється, а збільшується ємнісна складова Rвх.

Вплив ЗЗ на вхідний опір.

Паралельний ЗЗ зменшує вихідний (внутрішній ) опір підсилювача.

Розглянемо це на прикладі НЗЗ за напругою. При наявності НЗЗ до входу підсилювача буде прикладена напруга:

Uвх - Uзз = Uвх – Uвих= U`вх

Якщо при змініRн змінюватиметься Uзз і, як наслідок, напруга, яка прикладена безпосередньо до підсилювача. При зростанні Uвих Uзз збільшується, U`вх зменшується, компенсуючи тим самим збільшення Uвих., викликане зміною Rн. І навпаки.

Взагалі, НЗЗ за напругою намагається відслідковувати зміни Uвих та компенсувати їх. Таким чином, щоб забезпечити стійкість Uвих незалежно від причин, які викликали ці зміни (не рахуючи Uвх):

Zвх.зз = Zвх (1-К).

При ЗЗ за струмом (НЗЗ) вихідний опір буде збільшуватись.

Вплив НЗЗ на частотні спотворення.

Мн = Ко/Кн (при f = fн).

Мв = Ко/Кв (при f = fв).

При наявності ЗЗ:

Ко.зз = Ко (1- Ко).

Кн.зз = Кн (1- Кн).

Таким чином:

Мн.зз = (Мн – 1)/(1+ Ко) +1.

Мв.зз = (Мв – 1)/(1- Ко) +1.

Резюме: НЗЗ за напругою зменшує коефіцієнт частотних спотворень.

Механізм зменшення частотних спотворень аналогічний розглянутому для Zвих. Тобто, якщо на вході підтримувати постіну напругу, а на виході підсилювача напруга почне зменшуватися внаслідок дії Ср в області НЧ або Спар в області ВЧ, то то це призведе до зменшення Uзз і, відповідно, до збільшення U`вх. Це компенсує падіння вихідної напруги.

Ще висновок: зменшення коефіцієнту частотних спотворень досягається при одночасному зменшенні К0. Це є платнею і це ще раз підкреслює сталість площі під

АЧХ підсилення.

1. АЧХ без ЗЗ.

2. АЧХ з ЗЗ.

ПЗЗ збільшує нерівномірність АЧХ.

Вплив НЗЗ на нелінійні спотворення.

НЗЗ зменшує коефіцієнт гармонік, а відповідно і коефіцієнт нелінійних спотворень.

Кг.зз = Кг/(1+К)

К-наскрізне.

При наявності спотворень до входу буде прикладатись не sin сигнал, а спотворений іці спотворення дають додаткову зміну Uвх, яка компенсує зміну форми вихідного сигналу порівняно з вхідним.

Другий підхід (з точки зору спектра): при наявності нелінійних спотворень в спектрі вихідного сигналу з”являються гармонійні складові. Тому при наявності НЗЗ безпосередньо до входу підсилювача буде прикладений сумарний сигнал: sin Uвх та Uзз, до складу якого входять протифазні до Uвх перша гармоніка вихідного сигналу та гармоніки, викликані нелінійними спотвореннями вихідного сигналу. Ці гармоніки, прикладені до входу, викличуть зменшення рівня гармонік на виході.

СЕЛЕКТИВНІ ПІДСИЛЮВАЧІ

Підсилювачі призначені для виділення корисного сигналу із суміші сигнал + завада.

f –відстроювання завади від частоти сигналу .

- селективність

Селективність – показує в скільки разів послаблюється завада з частотним відстроюванням f порівняно з корисним сигналом. З малюнку видно чим більше відстроювання , тим більшеселективність . Як правило f задане для відповідної радіотехнічної системи.

З малюнка видно, що спектр вихідного сигналу може також мати частотні спотворення , якщо F>П_0.7 .При зменшенні смуги пропускання селективність збільшується ,оскільки П_0.7=f₀/Q_e, але одночасно з цим збільшуються і частотні спотворення спектра корисного сигнала . Q_eможна збільшувати лише до такого рівня , при якому частотні спотворення не перевищують заданого рівня.

Якщо при цьому вимоги не виконуються селективність потрібно збільшувати іншим шляхом.